1.1 参考系,坐标系和时间坐标轴

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1、第1篇力　学mechanics第一篇　力　学万有引力定律运动学动力学质点力学刚体力学机械振动机械波特殊运动的理想模型描述运动的物理参量运动参量间的数学规律运动规律的对称性影响物体运动状态的因素动力学规律守恒量与守恒律狭义相对论篇序第1章质点运动学亚里仕多德伽利略牛顿当物体的线度(大小和几何形状)对所研究物体运动状态的影响可以忽略不计时，用一个集中了物体所有质量的数学点来代表物体的运动状态，该点称为质点。§1.1.1绝对运动和相对静止的统一哲学论断：a.人不能两次踏入同一条河流。只有承认相对静止，才可能认识物体的机械运动认识物体

2、的运动状态是通过相对静止去完成的§1.1参考系、坐标系和时间坐标轴b.人不能同时踏入同一条河流。体现了绝对运动和相对静止的辩证统一夸大运动的绝对性,否认相对静止的存在结论：定义：为描述物体的运动而选择的标准物（或物体系）§1.1.2参考系和坐标系(1)参考系（Referencesystem）说明：①参考系的选择是任意的物体相对于地球的运动——以地球为参考系物体相对于太阳的运动——以太阳为参考系1.参考系与坐标系的基本概念②在描述物体的运动时，必须指明参考系。例如，匀速运动的火车上落下一物体以火车作为参考系：自由落体运动，直

3、线以地面作为参考系：平抛运动，抛物线③若不指明参考系，则认为以地面为参考系。④区分惯性系和非惯性系定义：固定于参考系之上，用来确定待描述物体空间位置和方向而引入的数学坐标系。参考系与坐标系的关系：(2)坐标系（Coordination）坐标系是参考系的数学抽象，必须能够建立坐标系的物体才能充当参考系。2.几种典型的坐标系(1)直角坐标系RectangularCoordination矢量的大小或模表示为方向余弦满足关系直角坐标系中，坐标轴的单位矢量是常矢量，满足直角坐标系中，任意矢量可表示为(2)自然坐标系NaturalCoor

4、dination在已知运动轨迹上任取一点O为坐标原点，用质点距离原点的轨道长度s来确定质点任意时刻的位置，以轨迹切向和法向的单位矢量()作为其独立的坐标方向，这样的坐标系，称为自然坐标系。s称为自然坐标。注意:自然坐标s不同于一般仅说明长度的弧长,s可正可负P1的曲率P1的曲率半径过轨道上一点P1的与轨道相切圆，如果圆的曲率半径与P1的曲率半径相等，称这个圆为P1的曲率圆切向单位矢量变化率自然坐标系中，任意矢量可表示为(3)极坐标系PolarCoordination在平面内由极点、极轴和极径组成的坐标系叫极坐标系矢量的变化率可

5、表示为极坐标系中，任意矢量可表示为(，θ)称为点p的极坐标O极点极轴极径POA3.时间坐标轴时间是描述物体运动持续性、顺序性的物理参量主观时间：现实生活中，人的主观感觉能够感受到时间的流逝，这种主观感觉的时间称为主观时间（3）时间坐标轴（2）时间的计量注意：时间、时刻与时间间隔的区别时刻是指时间流逝中的一瞬，对应于时间轴上一点。时间间隔是指某一初始时刻至终止时刻所经历的时间，它对应于时间轴上一区间，有时简称时间时间是物理量选择周期性变化过程来计量时间（1）时间的描述以计时起点为坐标原点的一维坐标轴