内容正文:
第一章 机械运动
考点一 测量的特殊方法
典例1 (2022·周口淮阳校级段考)常用的卷筒纸是紧密地绕成筒状的,如图所示,小明同学想在不把纸放开的前提下,测量整卷纸的长度。他设计的方案如下:
(1) 将同类纸折叠n层,用刻度尺测得总厚度为d,则单层纸的厚度为 。设纸的宽度为s,整卷纸的长为L,则纸筒的体积可表示为 。
(2) 用刻度尺测得纸筒的外半径为R,内半径为r,则纸筒的体积可表示为 。
(3) 由以上两式可整理得卷筒纸的长度可表示为 。
(4) 步骤(1)中测量总厚度求平均值的目的是 。
解析:因为纸很薄且卷绕得很紧,所以从紧密地卷成筒状纸的横截面积的形成来分析,应是由纸的厚度和长度叠加而成的,用不同的方法表示体积,测量总厚度时,要多次测量取平均值减小误差。(1) 将同类纸折叠n层,用刻度尺测得总厚度为d,则单层纸的厚度为;纸的宽度为s,整卷纸的长为L,则纸筒的体积可表示为V=。(2) 不可能把纸拉直再测量长度,但卷成筒状的纸的横截面积是由纸的厚度和长度叠加而成的;则测出横截面积的大小为π(R2-r2),故纸筒的体积可表示为V=πs(R2-r2)。(3) 由题意可得=πs(R2-
r2),所以卷筒纸的长度可表示为L=。(4) 测量厚度时,需要测量总厚度,取平均值的目的是减小测量误差。
答案:(1) (2) πs(R2-r2) (3) (4) 减小误差
1. (2022·临汾段考)大西高铁大同到太原段通车后,运行时间缩至2h左右。小明想利
用如图所示的铁路线(比例为1∶x)和一些器材测出大同到太原铁路线的实际长度。请你帮助他完成这次测量。
(1) 你所需的器材: 。
棉线、记号笔、刻度尺
(2) 简述测量方法:
(测量的物理量用符号表示)。
(3) 大同到太原铁路线的实际长度s= (用已知量和所测物理量符号表示)。
让棉线与地图铁路线完全重合,用记号笔在大同和太原两个位置做好标记,然后将棉线拉直,用刻度尺测出棉线两个标记间的长度为L,利用比例计算出实际长度
Lx
[解析](1) 由于需要测量长度,因此要用到刻度尺;大同到太原的路线是弯曲的,所以要用到棉线来与地图的路线重合,因此需要的测量器材为棉线、记号笔和刻度尺。
(2) 让棉线与地图铁路线完全重合,用记号笔在大同和太原两个位置做好标记,然后将棉线拉直,用刻度尺测出棉线两个标记间的长度为L,利用比例计算出实际长度。
(3) 大同到太原铁路线的实际长度s=Lx。
2. 小明在“长度的测量”实验中:
(1) 图甲中圆的直径是 cm。
(2) 为了测出一条厚薄均匀的纸带的厚度,他把纸带环绕在圆柱形铅笔上,直至恰好
能套进一个圆环内,如图乙所示,纸带环绕了n圈,则纸带厚度的表达式为 。
实验时,纸带需紧密地环绕在铅笔上,否则会使测量值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
1.55
(D2-D1)
偏大
[解析](1) 由图甲可知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以1个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为0.1cm;圆的左侧与1.00cm对齐,右侧与2.55cm对齐,所以圆的直径d=2.55cm-1.00cm=1.55cm。(2) 由于纸带的厚度太小,无法直接用刻度尺来进行测量,因此要用累积法来完成实验;可将纸带紧密绕在铅笔上,直到刚好套入圆环中,然后数出纸带的圈数n;n圈纸带的厚度为圆环内径与圆柱形铅笔的内径差的,即(D2-D1);实验时,纸带如果不紧密地环绕在铅笔上,那么纸带之间会有间隙,会使测量值偏大。
考点二 参照物及其选择
典例2 (2022·杭州模拟)南北方向的平直公路上有甲、乙、丙三辆汽车,甲车上的人看到丙车匀速向南,乙车上的人看到甲车匀速向北,丙车上的人看到路旁的建筑物匀速向南。这三辆车中相对于地面可能保持静止的是 ( )
A. 甲车 B. 乙车 C. 丙车 D. 甲、丙车
解析:解答此题的关键是看被研究的物体与所选的标准,即物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,那么物体是运动的;如果未发生变化,那么物体是静止的。因丙车上的人看到路旁的建筑物匀速向南运动,所以丙车一定是相对于地面向北运动的;甲车上的人看到丙车匀速向南,所以甲车一定是相对于地面向北运动的,且车速大于丙车的车速;乙车上的人看到甲车匀速