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2005级硕
第一章 质点运动学
新概念物理教程《力学》赵凯华 罗蔚茵
机械运动：宏观物体之间（或物体内各部分之间的相对位置变动（具有绝对性和相对性）。
力学
动力学（为什么这样运动）
力学的研究对象—— 物体的机械运动
运动学（怎么运动）
静力学（平衡问题）
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1. 引言
质点
理论方法：对复杂的运动进行抽象提出物理模型研究物体
运动的基本规律。
质点：具有质量，没有大小、形状的理想物体。
抽象条件：物体运动过程中，物体的大小和形状对研究的问
题影响很小，可忽略不计。
质点模型意义：
①机械运动中，质点是最简单、最基本的单元
②易于描述和研究基本的运动规律
③复杂的物体可以看成是由许多质点组成的系统（即质点系）
参考系：用来描述物体运动而选作参考的物体或物体系 。
1
选取原因：机械运动的描述具有相对性。同一物体的运动，由
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于参考系的选取不同，对他的运动描述也不同。例如：运动车
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厢中的落体运动。
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说明：参考系原则上可以任选。不同参考系中物体的运动形式
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（如轨迹、速度等）可以不同。在情况允许下，应选择使
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问题的处理尽量简化的参考系。常用参考系有地面参考系、
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地心参考系（地球 ─ 恒星参考系） 、太阳参考系（太阳 ─ 恒
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星参考系）、 质心参考系。
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参考系和坐标系
日心系
Z
X
Y
地心系
o
讨论：初中物理教材里的参照物和高中、大学物理教材里
的参考系有何区别？
坐标系
为定量描述物体位置和运动，就必须在参考系上建立坐标系。
原点定在参考系的一个固定点上。常用的有：直角坐标系，
球坐标系，极坐标系等。
直角坐标系
(x,y,z)
x
y
z
x
(r,θ,φ)
Φ
r
θ
y
z
球坐标系
０
极坐标系
极轴
θ
r
(r,θ)
坐标系实际上是由实物构成的参考系的数学抽象。
时间是表征物质运动的持续性。通常采用能够重复出现的周
期现象来计量时间。
时间计量的实物基准——地球自转
1956年均太阳日×（１／８６４００）
注：太阳日即太阳连续两次经过某处子午面的时间间隔，
，平均太阳日即全年太阳日的平均值。
一．时间的计量
2. 时间和空间的计量
太阳系的各种运动中，能准确观测而足以用作时钟的有：
地球的自转 2. 月球绕地球的公转

经过长时间观测，人们发现
由于潮汐摩擦和信风等的影
响，地球自转周期在逐渐变
慢，并不是理想的时钟。
左图为用铯钟监测到的地球
自转周期几年内的变化情况。
△/ms
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02
03
1967年，国际计量会议上提出以铯原子的振动周期为计时基准，规定1秒等于铯133原子基态两个超精细结构能级之间跃迁相应的辐射周期的 9 192 631 770倍。
其跃迁频率测量的准确度可达10-12至10-13
时间计量的自然基准：利用某些分子或原子的固有
振动频率作为时间的计量基准。
铯原子钟
铯原子钟
稳定度比铯原子钟高
100倍，在数小时内
频率变化不超过10－15
氢原子钟