參照系和坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)和剛體

1、12力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。 宇宙中的一切物體都在運(yùn)動(dòng)，沒有絕對靜止的物宇宙中的一切物體都在運(yùn)動(dòng)，沒有絕對靜止的物體，這叫體，這叫運(yùn)動(dòng)的絕對性運(yùn)動(dòng)的絕對性。 為了描述一個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，必須選另一個(gè)物體為了描述一個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，必須選另一個(gè)物體作參照物，被選作參照的物體稱為作參照物，被選作參照的物體稱為參照系參照系。同一物體的運(yùn)動(dòng)，由于我們選取的參照物不同，對它同一物體的運(yùn)動(dòng)，由于我們選取的參照物不同，對它的運(yùn)動(dòng)的描述就不同，這稱為的運(yùn)動(dòng)的描述就不同，這稱為運(yùn)動(dòng)描述的相對性運(yùn)動(dòng)描述的相對性。描述運(yùn)動(dòng)必須指出參照系。描述運(yùn)動(dòng)必須指

2、出參照系。 參照系可以根據(jù)對象的不同或問題的需要來選擇。參照系可以根據(jù)對象的不同或問題的需要來選擇。機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)-物體相對位置或自身各部份的相對位置發(fā)物體相對位置或自身各部份的相對位置發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng)。生變化的運(yùn)動(dòng)。 3 為了定量描述物體的位置，還要在參照系上固定一為了定量描述物體的位置，還要在參照系上固定一個(gè)個(gè)坐標(biāo)系坐標(biāo)系。常用的坐標(biāo)系有。常用的坐標(biāo)系有直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系柱坐標(biāo)系和和球坐標(biāo)系球坐標(biāo)系。 坐標(biāo)系是固定在參照系上的，物體相對于坐標(biāo)系坐標(biāo)系是固定在參照系上的，物體相對于坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)就是相對于參照系的運(yùn)動(dòng)。坐標(biāo)系實(shí)際上是參的運(yùn)動(dòng)就是相對于參照系的運(yùn)動(dòng)。坐標(biāo)系實(shí)際上是參照

3、系的數(shù)學(xué)抽象。照系的數(shù)學(xué)抽象。 在取定坐標(biāo)系后，要定量地研究物體的運(yùn)動(dòng)仍在取定坐標(biāo)系后，要定量地研究物體的運(yùn)動(dòng)仍不是一件容易的事。不是一件容易的事。注意：注意：參照系不一定是靜止的。參照系不一定是靜止的。解決物理問題時(shí)一般要將復(fù)雜的實(shí)際問題進(jìn)行簡化。解決物理問題時(shí)一般要將復(fù)雜的實(shí)際問題進(jìn)行簡化。 為了簡化問題的研究，我們就要突出研究對象的主為了簡化問題的研究，我們就要突出研究對象的主要因素而忽略次要因素，建立起相應(yīng)的理想模型。要因素而忽略次要因素，建立起相應(yīng)的理想模型。4 在某些問題中，物體的形狀和大小并不重要，可以在某些問題中，物體的形狀和大小并不重要，可以忽略，可看成一個(gè)只有質(zhì)量、沒有大小

4、和形狀的理想忽略，可看成一個(gè)只有質(zhì)量、沒有大小和形狀的理想的點(diǎn)，這樣的物體可稱為的點(diǎn)，這樣的物體可稱為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)。 一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，它的唯一標(biāo)準(zhǔn)是物體的一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，它的唯一標(biāo)準(zhǔn)是物體的形狀、大小與所研究的問題是否無關(guān)。如果物體運(yùn)動(dòng)形狀、大小與所研究的問題是否無關(guān)。如果物體運(yùn)動(dòng)范圍范圍物體本身線度時(shí)，該物體可視為質(zhì)點(diǎn)。物體本身線度時(shí)，該物體可視為質(zhì)點(diǎn)。1.1.質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn) 物體平動(dòng)時(shí)物體平動(dòng)時(shí)物體物體上所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌上所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡都相同跡都相同, ,可用一個(gè)可用一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來代替整點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來代替整個(gè)物體運(yùn)動(dòng)。個(gè)物體運(yùn)動(dòng)。播放動(dòng)畫播放動(dòng)畫5地球繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)地球可視一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。地球繞太陽

5、公轉(zhuǎn)時(shí)地球可視一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。播放動(dòng)畫播放動(dòng)畫研究地球的自轉(zhuǎn)問題時(shí)，就不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)了。研究地球的自轉(zhuǎn)問題時(shí)，就不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)了。6 在某些問題中，物體的形狀和大小在某些問題中，物體的形狀和大小不能忽略，但是外力作用下發(fā)生的形不能忽略，但是外力作用下發(fā)生的形變可以忽略，可看成一個(gè)有質(zhì)量、有變可以忽略，可看成一個(gè)有質(zhì)量、有大小和形狀、但不會(huì)發(fā)生形變的理想大小和形狀、但不會(huì)發(fā)生形變的理想物體，這樣的物體可稱為物體，這樣的物體可稱為剛體剛體。2.2.剛體剛體 剛體可以看作是由許許多多的質(zhì)點(diǎn)所組成的，每剛體可以看作是由許許多多的質(zhì)點(diǎn)所組成的，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)叫作剛體的一個(gè)質(zhì)元。剛體上任意兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)叫作剛體的一個(gè)質(zhì)元。剛體上任意兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中都保持不變。間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中都保持不變。剛體也可定義為：在運(yùn)動(dòng)過程中物體內(nèi)部任意兩個(gè)質(zhì)剛體也可定義為：在運(yùn)動(dòng)過程中物體內(nèi)部任意兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離保持不變的物體。即：剛體是一個(gè)內(nèi)部各點(diǎn)間的距離保持不變的物體。即：剛體是一個(gè)內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)相對位置保持不變的