运动是永恒的主题运动是永恒的主题时空起源于运动，是对运动的观察和感悟，时空起源于运动，是对运动的观察和感悟，又超脱于运动。又超脱于运动。1一、实际研究对象的简化一、实际研究对象的简化 理想模型理想模型主要主要 次要因素次要因素如研究对象是地球如研究对象是地球A.公转公转ES主要因素：太阳的引力主要因素：太阳的引力而其他天体的作用力和形而其他天体的作用力和形状均可忽略状均可忽略 B.自转自转形状不可忽略形状不可忽略这两种情况应作不同的这两种情况应作不同的简化简化物体运动的绝对性，对运动描述的相对性。物体运动的绝对性，对运动描述的相对性。世界上万物都处在不停地运动中，大到日、月、星体，小世界上万物都处在不停地运动中，大到日、月、星体，小到各种微观粒子（分子、原子、质子、电子到各种微观粒子（分子、原子、质子、电子），没有不运），没有不运动的物质，也没有物质不运动，所以物质运动是绝对的。动的物质，也没有物质不运动，所以物质运动是绝对的。2二、二、 质点运动学的基本概念质点运动学的基本概念质点：质点：有质量而无形状和大小的几何点。有质量而无形状和大小的几何点。 突出了突出了质量质量和和位置位置质点系质点系: : 若干质点的集合。若干质点的集合。参考系：参照物参考系：参照物 + + 坐标系坐标系 + + 时钟时钟(1) (1) 运动学中参考系可任选。运动学中参考系可任选。参照物：参照物：用来描述物体运动而选作用来描述物体运动而选作参考的物体或物体系。参考的物体或物体系。(2) (2) 参照物选定后，坐标系可任选。参照物选定后，坐标系可任选。(3) (3) 常用坐标系常用坐标系直角坐标系（直角坐标系（ x , y , z ） 球坐标系（球坐标系（ r, ）柱坐标系（柱坐标系（ , , z ） 自然坐标系自然坐标系 ( s )xyzO参照物参照物P3 三、质点三、质点 刚体刚体 1.质点质点 物体的形状可忽略，物体可看做有质量的点。物体的形状可忽略，物体可看做有质量的点。 质点、刚体质点、刚体 、理想气体、理想气体 、点电荷、点电荷 、 2.刚体刚体 物体形变可忽略。在运动过程中，刚体上任两点间距离物体形变可忽略。在运动过程中，刚体上任两点间距离不变。不变。刚体由质点组成。刚体由质点组成。刚体刚体( (模型模型) )是一般物体的一级简化。是一般物体的一级简化。3.质点系质点系 (一般物体均可看做质点系一般物体均可看做质点系)刚体刚体4 1） 模型的建立的普遍意义模型的建立的普遍意义 远距离观察，物体尺寸小，其形状、大小对力学性质影响可远距离观察，物体尺寸小，其形状、大小对力学性质影响可以忽略；其形状与大小因素在特定的力学问题中不起作用，以忽略；其形状与大小因素在特定的力学问题中不起作用，如刚体平动。如刚体平动。从质点动力学规律发展推广形成质点系力学、刚体力学、弹从质点动力学规律发展推广形成质点系力学、刚体力学、弹性力学、流体力学性力学、流体力学讨论讨论2） 质点力学是基础质点力学是基础如如 N个沙粒组成的物质系统个沙粒组成的物质系统 质点系质点系方法方法：一个沙粒一个沙粒地解决：一个沙粒一个沙粒地解决 如如 连续体连续体方法方法： 切割无限多个质量元切割无限多个质量元 一个质量元一个质量元地解决一个质量元一个质量元地解决5四、位置矢量四、位置矢量任选一参考点任选一参考点O (通常选坐标原点通常选坐标原点)为质点为质点 t 时刻的时刻的位置矢量也叫位置矢量也叫 运动函数运动函数通常通常位矢位矢是是t 的函数的函数 写成写成 称矢量称矢量 时刻时刻 t 质点运动到质点运动到P点点位置矢量位置矢量在直角坐标系中质点运动是沿各坐标轴的分运动的矢量在直角坐标系中质点运动是沿各坐标轴的分运动的矢量合成合成O6五、五、 确定质点位置的常用方法确定质点位置的常用方法从数学上确定质点在空间的位置随时间的变化关系从数学上确定质点在空间的位置随时间的变化关系运动学方程运动学方程 坐标法坐标法（直角坐标系）（直角坐标系）（消去（消去 t 即得即得轨迹方程）轨迹方程）位矢法位矢法自然法自然法 质点运动学方程解决了质点运动学方程解决了“物体何时在何处物体何时在何处”的问题的问题71. 直角坐标法直角坐标法 P(x, y, z)2. 位矢法位矢法表示。表示。位矢的位矢的大小大小为：为：位矢的位矢的方向方向用用方向余弦表示：方向余弦表示：参考物参考物质点某时刻位置质点某时刻位置P (x,y,z) 由位矢由位矢 8 在已知的运动轨迹上在已知的运动轨迹上任选一固定点任选一固定点O，然后，然后规定从规定从O点起，沿轨迹点起，沿轨迹的一方向（例如向右）的一方向（例如向右）量得曲线长度量得曲线长度s 取正值，取正值，这个方向称为自然坐标这个方向称为自然坐标的正向，反之为负向，的正向，反之为负向，这种表示法称为自然法。这种表示法称为自然法。O点称为自然坐标的原点称为自然坐标的原点，点，S称为自然坐标。称为自然坐标。Op在在路径路径上任选一参考点上任选一参考点O，则，则，t 时刻路径的长度叫路时刻路径的长度叫路程程S 。如果，如果，则则路程：描述质点位置的物理量路程：描述质点位置的物理量3.3.自然法自然法S ( (t t) )S ( (t t2 2) )S ( (t t1 1) )9