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1、机械运动的基本概念知识要点:一、机械运动 一个物体相对于另一个物体位置的改变,称为机械运动。机械运动是自然界中最普遍的运动形式。自然界中任何物体都在不停地做着机械运动。自然界中没有不动的物体,也不存在没有物质的运动,运动是物质的存在形式和固有属性。在物理学中,研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。人们在力学的研究中,不仅了解了物体做机械运动的规律,还创造了科学研究的基本方法,力学是物理学的基础,也是物理学及其它科学研究的典范。二、物体和质点 由于任何物体都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般来说并不一样,要准确的描述物体的运动并不是一件容易的事
2、。物理学中为了研究问题方便,常突出研究问题的主要矛盾,而对一些无关问题和次要矛盾的研究忽略不计,即忽略某些物体的大小和形状,而把它们简化为一个有质量的点。1、质点的定义:用来代替物体的有质量的点质点是力学模型中的一种科学抽象,没有大小,但集中了物体的全部质量,是一种理想化的模型。应该知道,理想模型是实际物体的一种科学的抽象,是实际物体的一种近似,是为了便于着手研究物理学采用的一种方法,取这种方法是抓住问题中物体的主要特征,简化对物体的研究。今后还会常用:如高中物理将要学到的匀速直线运动、理想气体、点电荷,理想变压器都属于理想模型。2、在什么情况下物体可以
3、看做质点?我们把物体看成质点是在研究问题中,物体的形状、大小各部分运动的差异是不起作用的或是次要的因素。这有两种情况:①物体各部分运动情况相同的物体②物体的线度可以忽略时,问题中所涉及的线度远远大于物体的线度。例如我们在运动会上投掷手榴弹、铅球、标枪时如何测量距离计成绩,此时常常不考虑物体各部分运动的差异,而物体简化为一个没有大小、形状的点。又如研究地球公转时可把地球看成质点,但研究地球上昼夜交替时要考虑地球自转,不能把地球看成质点。应该指出绝不能误解为小物体可以看成质点,大物体就不能看成质点。质点是一个抽象概念,可看成质点的物体实际上往往并不很小,因此
4、不能把它和微观粒子(如电子,原子等)混同起来。研究质点模型的意义有两个方面:在物体、形状、大小不起主要作用时把物体看成一个质点;在物体形状、大小起主要作用时,把物体看成由无数多个质点所组成。所以研究质点的运动,是研究实际物体运动的近似和基础。在中学力学中研究对象如不特别指出(除非涉及到转动)即是质点。三、参考系:研究物体的运动时,必须选择另一个假定为不动的物体作为标准。这个选来作为标准的假定不动的物体叫做参考系。要研究运动,没有参考系不行。例如我们在生活中常常说山川、树木、房屋是静止的、不动的,关键在于我们认为大地是不动的,通过大地来考察山川、树木的状态
5、。我们在坐飞机的时候,飞机的速度虽然很大,但是周围没有参考系,感觉不到飞机运动。需要注意的是:1.描述物体是否运动取决于物体相对于参考系的位置是否变化。由于被选来做参考系的物体并不是真正静止的,所以运动的描述只能是相对的。2.同一物体相对于不同的参考系,运动状况可能不同。例如,平时我们说树木、房屋是静止的,这是以地面作为参考系,而坐在行驶的火车里的乘客则认为路旁的树木和房屋在运动,这是以火车车厢作为参考系的。3.运动是绝对的,但对运动的描述是相对的。例如“闪闪红星”歌曲中唱的“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”说明坐在竹排上的人选择不同的参考系观察的结果常
6、常是不同的,选河岸为参考系,竹排是运动的,选竹排为参考系,竹排是静止的,河岸上的青山是后退的。这既说明选参考系的重要性,又说明运动的相对性。如果选太阳为参考系地球及地球上的一切物体都在绕太阳运动,若以天上的银河为参考系,太阳是运动……,进而得出没有不运动的物体,从而说明运动是绝对的,静止是相对的。4.参考系的选择是任意的,但是应该以观测方便并使运动的描述尽可能简单为原则。在研究地面上物体的运动时,我们常常选取大地作参考系。例如我们说汽车是运动的,楼房是静止的是以地面为参考系,我们说,卫星在运动,是以地球为参考系。四、坐标系、位置、位移与路程1.位置与坐标
7、系在选定参考系之后,为了定量地描述质点的位置和位置随时间的变化,必须在参考系上选择一个固定的坐标系。一般在参考系上选定一点作为坐标系的原点,取通过原点并标有长度的线作为坐标轴。因此,对于描述物体的位置变化来说,坐标系起着刻度标尺的作用。参考系确定之后,坐标系的类型、坐标原点位置、坐标轴方向都可以根据需要选择,但参考系一经确定,所描述的某个物体运动的快慢、轨迹的形状等就是确定的,不会因坐标系的选择不同而有所不同。物体沿直线运动时,我们可取这条直线为坐标轴,并在在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系,质点的位置就可用坐标上一个带正负号的数值来确定
8、。例如,若某一物体运动到A点(如图甲),此时它的位置坐标xA=3m,若它运动到B