物理質點運動學複習資料
主要內容:
本章首先從描述物體機械運動的方法問題入手,闡述描述運動的前提——質點理想模型、時間和空間的量度,參照系座標系。其次重點討論描寫質點和剛體運動所需要的幾個基本物理量(如位移、速度、加速度、角速度、角加速度等)及其特性(如相對性、瞬時性、矢量性)。
(一)時間和空間
研究機械運動,必然涉及時間、空間及其度量.我們用時間反映物體運動的先後順序及間隔,即運動的持續性.現行的時間單位是1967年第13屆國際計量大會規定的,用銫(133Cs)原子基態的兩個超精細能級間躍遷相對應的輻射週期的9 192 631 770倍為1秒.空間反映物質的廣延性.空間距離為長度,長度的現行單位是1983年10月第17屆國際計量大會規定的,把光在真空中1/299 792 458秒內走過的路程定義為1米.
(二)參照系和座標系
宇宙間任何物質都在運動,大到地球、太陽等天體,小到分子、原子及各種基本粒子,所以説,物質的運動是普遍的、絕對的,但對運動的描述卻是相對的.比如,在勻速直線航行的艦船甲板上,有人放開手中的石子,他看到石子作自由落體運動,運動軌跡是一條直線,而站在岸邊的人看石子作平拋運動,運動軌跡是一條拋物線.這是因為他們站在不同的物體上.因此,要描述一個物體的運動,必須先確定另一個物體作為標準,這個被選作標準的.物體叫參照系或參考系.選擇哪個物體作為參照系,主要取決於問題的性質和研究的方便.在研究地球運動時,多取太陽為參照系,當研究地球表面附近物體的運動時,一般以地球為參照系.我們大部分是研究地面上物體的運動,所以,如不特別指明,就以地球為參照系.
(三)質點
實際的物體都有一定的大小和形狀,物體上各點在空中的運動一般是不一樣的.在某些情況下,根據問題的性質,如果物體的形狀和大小與所研究的問題關係甚微,以至可以忽略其大小和形狀,這時就可以把整個物體看作一個沒有大小和形狀的幾何點,但是它具有整個物體的質量,這種具有質量的幾何點叫質點.必須指出質點是一種理想的物理模型.同樣是地球,在研究它繞太陽公轉時,把它看作質點,在研究它的自轉時,又把它看作剛體。
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