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质点的运动物理学基础学科：力学、热学、光学、电磁学等宏观-宇宙起源，微观-粒子、夸克；是自然科学的基础。贡献：18世纪60年代，力学、热学推动蒸汽机的改进与推广，引发 第一次产业革命。19世纪，电磁学推动电力的应用，第二次产业革命。20世纪，相对论、量子力学、自旋电子学的发展，推动电子计算机的应用。第一章 质点的运动力学(mechanics)是研究物体机械运动的规律及其应用，是研究物理学其他部分的基础。汽车行驶，宇宙天体运动，弹簧形变，流体流动等都属于机械运动的范围。机械运动(mechanical motion)指物体位置随时间改变，或一个物体内部某一部分相对其他部分位置随时间的变化过程，是最简单又最基本的运动。讨论如何描述物体的运动，研究运动发生和变化的原因，总结物体之间的相互作用规律。力学按研究方法可分为运动学(kinematics)、动力学(dynamics)和静力学(statics)三个部分。按研究对象分经典力学、相对论力学和量子力学三部分。运动学研究物体位置变化与时间的关系，但是不考虑引起变化的原因，动力学研究产生各种机械运动的原因，而静力学则研究物体在力或力矩作用下平衡的条件。经典力学又称古典力学或牛顿力学：只适用于物体作低速运动(与光速相比)的情形，当物体速度接近光速时，经典力学失效,需要相对论力学来研究，经典力学只是相对论力学在低速时的近似；经典力学的研究对象是由大量原子、分子组成的宏观客体，无法适用于微观粒子的运动研究，这时要用到量子力学。§1-1质点和参考系一、质点(mass point)对于同一物体，由于研究问题的不同，有时可以看作质点，有时则不能。如果不能看作一个质点，可把物体看作由多个质点组成，每个质点都运用质点运动的结论，叠加起来得到该物体的运动情况。质点：没有体积和形状，只具有一定质量的理想物体，一种理想力学模型，一种物理上的抽象。质点力学是整个力学的基础。二、参考系(reference system)1.运动绝对性：物体都在运动，没有绝对静止的。3. 为了描述物体机械运动，必须选择另一个物体或者物体群作参照物，被选作参照的物体或者物体群称为参考系。只有选择了参考系，才能明确地表示被研究物体的运动情形。4.参考系原则上可任意选择。选择使问题的处理尽量简化的参考系。同一运动，选择不同参考系， 对运动描述不同。2.一个物体的位置及其变更，总是相对于其他物 体而言的，否则没有意义，即机械运动的相对性。为把运动物体在每一时刻相对于参考系的位置定量地表示出来，在参考系上建立适当的坐标系(coordinate system)，坐标系的原点可取在参考系的一个固定点上。常用的坐标系是直角坐标系，它由三条标有刻度并相互垂直相交于坐标原点的坐标轴所构成。xyzOP还有平面极坐标系、自然坐标系等。§1-2描述质点运动的物理量一、时间和时刻(time and moment)在坐标系中考察质点运动时,质点位置与时刻相对应，质点运动所经过的路程与时间相对应。时间表示一个过程对应的时间间隔，是重要物理量，国际单位制（SI）七个基本物理量之一。时间具有单方向性，标量，单位是s (秒)。某一瞬时称为时刻。质点相对参考系运动，与质点某一位置对应的某一时刻，在时间坐标上是一个点。二、位置矢量(position vector)位矢包含两方面信息：质点P相对参考系固定点O的方位；质点P相对参考系固定点O的距离大小。OP用黑体字母或带箭头的字母代表矢量。质点P在任意时刻的位置,可用从原点O到点P所引的有向线段OP来表示，用矢量 来代表，这个矢量 就称为质点P的位置矢量,简称位矢。质点在运动,位置在变化,位置矢量必定随时间在改变。 位置矢量是时间的函数。上式称为质点运动的轨道参量方程，即质点的运动学方程，它给出了质点运动的轨迹,也给出了质点在任意时刻所处的位置。三、位移(displacement)和路程(distance, path )位移：质点在一段时间内位置的改变 。LOBA质点从点A到点B所完成的位移等于点B的位置矢量与点A的位置矢量之差。位移是矢量，既表示质点位置变更的大小(点A与点B之间的距离)，又表示这种变更的方向(点B相对于点A的方位)。路程 s是一定时间内物体所经过路线的总长度。 t时间内经过的路程是曲线AB的长度，是标量。质点的位移和路程不同。位移运算遵从矢量运算的法则和平行四边形定则。一般位移矢量的模不等于路程，只有在质点作单方向直线运动时，它们才相等。位移和路程单位相同，在国际单位制中为m (米)。

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