s1-1质点和参考系 一、质点( Particle, Mass point)—理想模型 1.质点的引入 大家知道,任何物体都有大小和形状。一般说来,物体在运动时,内部各点的位置变化是不同的,物体的 运动情况是非常复杂的。 例如,平直公路上行驶的汽车,车身:平动 车轮:平动,转动 发动机内部的运动就更复杂了 2.质点的概念 质点是一个理想化的力学模型,当物体的大小和形状忽略不计时,可以把物体当作只有质量没有形状和大 小的几何点,这就是质点 1)质点的概念是为了突出主要因素而忽略次要因素(化繁为简,以利于解决问题)对考察对象进行科 学的抽象而引入的一个理想化的力学模型。建立理想模型是物理学中重要的、常用的科学分析方法。可以说 物理学离不开理想化模型。选取适当的模型代替实际物体,这不仅对于学习物理学,而且对于学习其它一切科 学技术,都是一种极为重要的方法 2)一个物体是否可以当作质点来处理,并不取决与它本身的绝对大小,而要看它的体积或线度与所讨 论问题相关的距离相比较是否小到可以忽略不计。所以把物体看作质点是有条件的、相对的,而不是无条件的、 绝对的。 例如:地球绕太阳公转:地球可当作质点。 地球自转:地球不可当作质点。 附:地球公转轨道平均半径:1.5510km 地球半径 6370km 两者之比 2.33×10 、参考系和坐标系 1.运动的相对性 宇宙万物中,大到日、月、星、辰,小至原子内部的粒子都在不停地运动着。自然界一切物质都处在永恒 的运动中,绝对静止的物体是不存在的,这就是运动的绝对性。但对运动的描 述却是相对的。例如:坐在运动的火车上的乘客看同车厢的乘客是“静止”的, 看车外路面上的人却向后运动;反过来,在车外路面上的人看车内的乘客是随 月亮 车前进,而路边一同站着的人却是静止不动的;这是因为车内的乘客是以“车 厢”为标准进行观察的,而路面上的人是以地球为标准进行观察的。即当选取 地球 不同的标准物对同一运动进行描述时,所得结论不同叫运动的相对性。而被选 为描述物体运动的标准物(或物体组)叫参考系 2.参考系( Reference system)的定义: 图1-1以地球为参照系 为描述物体的运动而选择的标准物(或物体组)称为参考系 3.参照系的选择 1)参考系的选择是任意的 月亮 在运动学中,参照系的选择是取决于问题的性质和使用的方便,因此 有很大的任意性。如研究物体在地面上的运动时,选地球为参考系最为方 ●地球轨道 太阳 2)参考系的作用 通过参照系可判定所研究的物体是运动的还是静止的,所以当提到物 图1-2以太阳为参照系