高二物理 質點的運動

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質點的運動物理學基礎學科：力學、熱學、光學、電磁學等宏觀-宇宙起源，微觀-粒子、夸克；是自然科學的基礎。貢獻：18世紀60年代，力學、熱學推動蒸汽機的改進與推廣，引發(fā)第一次產業(yè)革命。19世紀，電磁學推動電力的應用，第二次產業(yè)革命。20世紀，相對論、量子力學、自旋電子學的發(fā)展，推動電子計算機的應用。23第一章質點的運動

力學(mechanics)是研究物體機械運動的規(guī)律及其應用，是研究物理學其他部分的基礎。

汽車行駛，宇宙天體運動，彈簧形變，流體流動等都屬于機械運動的范圍。

機械運動(mechanicalmotion)指物體位置隨時間改變，或一個物體內部某一部分相對其他部分位置隨時間的變化過程，是最簡單又最基本的運動。討論如何描述物體的運動，研究運動發(fā)生和變化的原因，總結物體之間的相互作用規(guī)律。4力學按研究方法可分為運動學(kinematics)、動力學(dynamics)和靜力學(statics)三個部分。按研究對象分經典力學、相對論力學和量子力學三部分。運動學研究物體位置變化與時間的關系，但是不考慮引起變化的原因，動力學研究產生各種機械運動的原因，而靜力學則研究物體在力或力矩作用下平衡的條件。經典力學又稱古典力學或牛頓力學：只適用于物體作低速運動(與光速相比)的情形，當物體速度接近光速時，經典力學失效,需要相對論力學來研究，經典力學只是相對論力學在低速時的近似；經典力學的研究對象是由大量原子、分子組成的宏觀客體，無法適用于微觀粒子的運動研究，這時要用到量子力學。

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§1-1質點和參考系

一、質點(masspoint)

對于同一物體，由于研究問題的不同，有時可以看作質點，有時則不能。如果不能看作一個質點，可把物體看作由多個質點組成，每個質點都運用質點運動的結論，疊加起來得到該物體的運動情況。質點：沒有體積和形狀，只具有一定質量的理想物體，一種理想力學模型，一種物理上的抽象。質點力學是整個力學的基礎。6二、參考系(referencesystem)

1.運動絕對性：物體都在運動，沒有絕對靜止的。

3.為了描述物體機械運動，必須選擇另一個物體或者物體群作參照物，被選作參照的物體或者物體群稱為參考系。只有選擇了參考系，才能明確地表示被研究物體的運動情形。

4.參考系原則上可任意選擇。選擇使問題的處理盡量簡化的參考系。同一運動，選擇不同參考系，對運動描述不同。

2.一個物體的位置及其變更，總是相對于其他物體而言的，否則沒有意義，即機械運動的相對性。7

為把運動物體在每一時刻相對于參考系的位置定量地表示出來，在參考系上建立適當的坐標系(coordinatesystem)，坐標系的原點可取在參考系的一個固定點上。

常用的坐標系是直角坐標系

，它由三條標有刻度并相互垂直相交于坐標原點的坐標軸所構成。xyzOP還有平面極坐標系、自然坐標系等。8§1-2描述質點運動的物理量一、時間和時刻(timeandmoment)

在坐標系中考察質點運動時,質點位置與時刻相對應，質點運動所經過的路程與時間相對應。時間表示一個過程對應的時間間隔，是重要物理量，國際單位制（SI）七個基本物理量之一。時間具有單方向性，標量，單位是s(秒)。

某一瞬時稱為時刻。質點相對參考系運動，與質點某一位置對應的某一時刻，在時間坐標上是一個點。9

二、位置矢量(positionvector)

位矢包含兩方面信息：質點P相對參考系固定點O的方位；質點P相對參考系固定點O的距離大小。OP用黑體字母或帶箭頭的字母代表矢量。質點P在任意時刻的位置,可用從原點O到點P所引的有向線段OP來表示，用矢量來代表，這個矢量就稱為質點P的位置矢量,簡稱位矢。10質點在運動,位置在變化,位置矢量必定隨時間在改變。位置矢量是時間的函數。

上式稱為質點運動的軌道參量方程，即質點的運動學方程，它給出了質點運動的軌跡,也給出了質點在任意時刻所處的位置。11三、位移(displacement)和路程(distance,path)

位移：質點在一段時間內位置的改變。LOBA質點從點A到點B所完成的位移等于點B的位置矢量與點A的位置矢量

之差。

位移是矢量，既表示質點位置變更的大小(點A與點B之間的距離)，又表示這種變更的方向(點B相對于點A

的方位)。12

路程

s是一定時間內物體所經過路線的總長度。

t時間內經過的路程是曲線AB的長度，是標量。

質點的