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运动的描述
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第 一 章 运 动 的 描 述
§ 参考系 坐标系 物理模型
一、运动的绝对性和相对性
运动是绝对的，而对运动的描述是相对的。
二、参考系
注意
参考系不一定是静止的。
参考系：描述运动时选择的一定的基准。
★ 运动描述的相对性:
对于同一种运动，由于参考系选择的不同而有不同的描写。
约定：参考系不特指的话均指地球。
参考系必须建立在物质上（场物质除外）。
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三、坐标系
为了定量地确定质点在空间和时间上的位置而固定在参考系上的一个框架——坐标系。
常用的坐标系有：直角坐标系( x, y, z )、球坐标系(R,,  ) 、
极坐标 系(,) 、柱面坐标系(R, , z )等。
x
y
z
o
z

R
参考方向
z
o

R
x
y

★ 参考系与坐标系的区别：
⑵ 参考系选定后，选用不同的坐标系对运动的描写是相同的。
⑴ 对物体运动的描写决定于参考系而不是坐标系。
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日心系
z
x
y
地心系
o
地面系
四、物理模型
对真实的物理过程和对象，根据所讨论的问题的基本要求对其进行理想化的简化，抽象为可以用数学方法描述的理想模型。
1、质点
物体：具有大小、形状、质量和内部结构的物质形态。
质点：具有一定质量，没有大小或形状的理想物体
——理想模型
(1) 质点 ≠ 微粒：
质点不存在
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物体上各点运动状态完全一致。
任一点的运动可以代表所有点的运动
物体上各点运动状态虽不一致，但差别不大。
例如在平直道路上运动的汽车，除车轮外，汽车各部分运动情况完全相同，车轮的运动是次要的，此时可把汽车作为质点处理。但汽车突然刹车“前倾”或转弯，涉及转动问题，汽车各部分运动情况不同，各个车轮受力差异很大，此时不能把汽车做质点处理。
(1) 质点 ≠ 微粒：
质点不存在
(2) 对象可否视为质点应视情况而定：
2、质点系
物体上各点运动状态不一致时，可把这个物体看成是许多质点所组成的系统——质点系。
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空间反映了物质的广延性，与物体的体积和位置的变化联系在一起。
时间反映物理事件的顺序性和持续性，与物理事件的变化发展过程联系在一起。
五、空间和时间：
在已定的参考系中存在两类物理量：
时刻：
位置：
时间轴上的点
空间轴上的点
状态量
时间间隔：
空间间隔：
即时间。
空间轴上的一段线段。
过程量
时间轴上的一段线段。
各个时代有代表性的时空观：墨子、莱布尼兹、牛顿、爱因斯坦时空观。
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一、位置矢量 ：
描述质点位置的矢量。
简称“位矢”。
·
自参考点O 到t 时刻质点所在位置P 所引出的矢量
在直角坐标系有：
可见：
位置矢量与质点的位置一一对应。
二、运动方程：
—— 运动方程矢量式
1 运动方程：
位矢随时间的函数关系。
大小：
方向：
§ 运 动 的 描 述
位矢、位移、速度和加速度在直角坐标系中的表示式
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运动方程矢量式：
分量式：
2 轨迹方程：
表示质点运动空间位置的方程。
f (x, y, z)=0
三、位移、路程：
x
y
z
o
r2
r1
A
·
B
·
初位置A 引向△t 时间间隔的末位置B 的矢量。
1 位移矢量 ：
可见：位移是某一时间间隔内位置矢量的增量。
以下主要讨论二维情况。
简称 “位移”
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质点在一段时间间隔内走过的路径。
大小：
方向：
用位移与x 轴正向的夹角 表示,
2 路程 △s ：
x
y
z
o
r2
r1
A
·
B
·
★在相对静止的两坐标系中：
位移与坐标无关，但位置矢量与坐标有关.
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元位移的大小
元路程
⑴ 是标量， 是矢量。
⑵
1. 与 的区别
★ 注意：
2. 路程 与位移 的区别
路程 ( AB 间轨道长度) 是标量。
x
y
z
B
A
O
·
·
一般情况：
★位移与路径无关。
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