【高中物理必修一】第一章 运动的描述——速度

前言

（1）物体做机械运动的要点在于位置的变化，位置变化除了距离长短外，还有方向，因此位移比路程更能反映位置的改变。

（2）初中所学的路程与时间之比在高中我们将其定义为平均速率。

（3）在高中，位移与对应时间之比称为速度，当时间为一段时间间隔时，这个速度称为平均速度，当时间间隔无限趋近于零时，速度为瞬时速度。

（4）平均速度的大小一般小于平均速率，当且仅当位移大小等于路程时，二者大小才相等，即物体做单向直线运动时。

（5）速度的方向与位移方向一致。（若已经是高二高三的同学，可以结合我们高一下学期学的向量的数乘运算进行理解。）

2、系统误差与偶然误差

在初中，我们就已经学过在做实验时，错误是可以避免的，但误差是无法避免，只能减少。

在高中，我们需要更进一步的了解误差的相关概念。

（1）系统误差

概念：由仪器结构缺陷、实验方法不完善等造成的误差。有时又叫“偏置误差”。

特点：测量结果总是偏大或偏小，多次测量不能抵消。

减小方法：完善测量原理、使用精确度更高的仪器等。

举例：打点计时器测量重力加速度实验中（下一章自由落体运动），打点计时器阻力、纸带摩擦、空气阻力存在，并不是理想匀变速，算出来的加速度总比重力加速度小；计时器频率不是严格50Hz，比如实际只有49Hz，计算时仍用周期0.02S来计算，结果会系统性偏离等。

（2）偶然误差

概念：由于各种偶然因素造成的误差。

特点：测量结果时而偏大时而偏小，多次重复测量同一物理量时，偏大或偏小的概率大致相等。

减小方法：多次测量取平均值。

举例：读数时估读，视线、瞬时扰动，操作过程中手抖等。

口诀：系统有偏向，平均没法降；偶然来回跑，多测就变好。

3、绝对误差与相对误差

（1）绝对误差Δx：测量值与真实值之差。

（2）相对误差δ：绝对误差与真实值的比值。

4、如何利用纸带球瞬时速度

在纸带上选取三个计数点（待求点在中间），测量三个计数点间的距离，该距离内平均速度可表示中间时刻的瞬时速度。

这三个点尽量是相邻的三点，位移越短越精确。

结论：一段位移（或一段时间间隔）内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。（推导过程我们下一章再讲）

讲义