§ 1-1 参考系 质点
1,质点
物体,具有大小, 形状, 质量和内部结构的物
质形态 。
一般情况下, 物体各部分的运动不相同, 在
运动的过程中大小, 形状可能改变, 这使得运动
问题变得复杂 。
某些情况下, 物体的大小, 形状不起作用,
或者起次要作用而可以忽略其影响 —— 简化为质
点模型 。
质点,具有一定质量没有大小或形状的理想物体 。
可以作为质点处理的物体的条件,大小和形状对运动
没有影响或影响可以忽略 。
研究地球公转
3
8
104.6
105.1
?
??
E
ES
R
R
1104.2 4 ????
地球上各点的公转速度相差很小, 忽略地球自身尺
寸的影响, 作为质点处理 。
质 点
研究地球自转
Rv ??
地球上各点的速
度相差很大, 因
此, 地球自身的
大小和形状不能
忽略, 这时不能
作质点处理 。
质 点
除车轮外, 汽车各部分运动情况完全相同, 车轮
的运动是次要的, 此时可把汽车作为质点处理 。
研究汽车在平直道路上运动
质 点
涉及转动问题, 汽车各部分运动情况不同, 各个
车轮受力差异很大, 不能把汽车做质点处理 。
研究汽车突然刹车, 前倾, 或转弯
质点是从实际中抽象出的理想模型, 研究质点的运
动是为了抓住事物的主要矛盾进行研究分析 。
2,参考系和坐标系
静止是相对的, 运动是绝对的, 地心学说被日
心说取代, 让人们明白, 判断物体运动与否, 首先
要选择统一的物体作参考 。 即使是太阳, 在银河系
中其它恒星系统观察, 仍然运动着的 。
参考系和坐标系
银河系 指南针
参考系,描述物体运动时, 被选作参考的物体, 称
为参考系 。
要定量描述物体的位置与运动情况, 就要运用
数学手段, 采用固定在参考系上的坐标系 。
常用的坐标系有直角坐标系 (x,y,z),极坐标系
(?,?),球坐标系 (R,?,?),柱坐标系 (R,?,z )。
x
y
z
o
z
?R 参考方向
z
o
?
R
x
y
?
参考系和坐标系
3,空间和时间
空间 反映了物质的广延性, 与物体的体积和位
置的变化联系在一起 。
时间 反映物理事件的顺序性和持续性, 与物理
事件的变化发展过程联系在一起 。
各个时代有代表性的时空观：
墨子,空间是一切不同位
置的概括和抽象；时间是一切
不同时刻的概括和抽象 。
空间和时间
墨 子
莱布尼兹,空间和时间是物质上
下左右的排列形式和先后久暂的持续
形式, 没有具体的物质和物质的运动
就没有时空间和时间, 强调时间空间
的客观性而忽略与运动的联系 。
牛顿,空间和时间是不依赖于
物质的独立的客观存在, 强调与运
动的联系忽略客观性 。
莱布尼兹
牛 顿
爱因斯坦,相对论时空观,
时间与空间客观存在, 与运动
密不可分 。
目前的时空观范围：宇宙的尺度 1026m(20亿光
年 )到 微观粒子尺度 10-15m,从宇宙的年龄 1018s(20
亿年, 宇宙年龄 )到微观粒子的最短寿命 10-24s。
物理理论指出,空间和时间都有下限：分别为
普朗克长度 10-35m和普朗克时间 10-43s。
空间和时间
爱
因
斯
坦
4,运动方程
在一定的坐标系中, 质点的位置随时间按一定
规律变化, 位置用坐标表示为时间的函数, 叫做 运
动方程 。
)(txx ? )(tyy ? )(tzz ?
例如,vtxx ?? 0
2
00 2
1 attvxx ???
0),,( ?zyxf
将运动方程中的时间消去, 得
到质点运动的轨迹方程 。 一般情况
轨迹方程是空间曲线 。
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o
x
y
z
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P(x,y,z)?
i?
k?
j?
运动方程
4,运动方程
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1,质点
物体,具有大小, 形状, 质量和内部结构的物
质形态 。
一般情况下, 物体各部分的运动不相同, 在
运动的过程中大小, 形状可能改变, 这使得运动
问题变得复杂 。
某些情况下, 物体的大小, 形状不起作用,
或者起次要作用而可以忽略其影响 —— 简化为质
点模型 。
质点,具有一定质量没有大小或形状的理想物体 。
可以作为质点处理的物体的条件,大小和形状对运动
没有影响或影响可以忽略 。
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寸的影响, 作为质点处理 。
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忽略, 这时不能
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除车轮外, 汽车各部分运动情况完全相同, 车轮
的运动是次要的, 此时可把汽车作为质点处理 。
研究汽车在平直道路上运动
质 点
涉及转动问题, 汽车各部分运动情况不同, 各个
车轮受力差异很大, 不能把汽车做质点处理 。
研究汽车突然刹车, 前倾, 或转弯
质点是从实际中抽象出的理想模型, 研究质点的运
动是为了抓住事物的主要矛盾进行研究分析 。
2,参考系和坐标系
静止是相对的, 运动是绝对的, 地心学说被日
心说取代, 让人们明白, 判断物体运动与否, 首先
要选择统一的物体作参考 。 即使是太阳, 在银河系
中其它恒星系统观察, 仍然运动着的 。
参考系和坐标系
银河系 指南针
参考系,描述物体运动时, 被选作参考的物体, 称
为参考系 。
要定量描述物体的位置与运动情况, 就要运用
数学手段, 采用固定在参考系上的坐标系 。
常用的坐标系有直角坐标系 (x,y,z),极坐标系
(?,?),球坐标系 (R,?,?),柱坐标系 (R,?,z )。
x
y
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参考系和坐标系
3,空间和时间
空间 反映了物质的广延性, 与物体的体积和位
置的变化联系在一起 。
时间 反映物理事件的顺序性和持续性, 与物理
事件的变化发展过程联系在一起 。
各个时代有代表性的时空观：
墨子,空间是一切不同位
置的概括和抽象；时间是一切
不同时刻的概括和抽象 。
空间和时间
墨 子
莱布尼兹,空间和时间是物质上
下左右的排列形式和先后久暂的持续
形式, 没有具体的物质和物质的运动
就没有时空间和时间, 强调时间空间
的客观性而忽略与运动的联系 。
牛顿,空间和时间是不依赖于
物质的独立的客观存在, 强调与运
动的联系忽略客观性 。
莱布尼兹
牛 顿
爱因斯坦,相对论时空观,
时间与空间客观存在, 与运动
密不可分 。
目前的时空观范围：宇宙的尺度 1026m(20亿光
年 )到 微观粒子尺度 10-15m,从宇宙的年龄 1018s(20
亿年, 宇宙年龄 )到微观粒子的最短寿命 10-24s。
物理理论指出,空间和时间都有下限：分别为
普朗克长度 10-35m和普朗克时间 10-43s。
空间和时间
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在一定的坐标系中, 质点的位置随时间按一定
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运动方程
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