高一物理必修一第一章总结.doc

一、质点、参考系和坐标系本章章首语中有一句最核心的话:“物体的空间位置随时间的变化……称为机械运动”,即“机械运动”(以后往往简称为运动)的定义。“质点”,就是其中“物体”的一种最简单模型;而“参考系、坐标系”是确定位置及其变化的工具。:在某些情况下,在研究物体的运动时,不考虑其形状和大小,把物体看成是一个具有质量的点,这样的物体模型称为“质点”。需要注意的是:⑴“质点”是一种为了研究方便而引入的“理想模型”,是一种最简单的模型(以后还会遇到刚体模型、弹性体模型、理想流体模型、理想气体模型等等)。⑵既然是模型,就不可能在任何情况下都能够代替真实的物体。因此,要通过教材、例题及****题,知道什么情况下可以用质点模型,要逐渐积累知识,而不必一开始就去死记硬背。:为了研究物体的运动,被选来作为对照(参考)的其他物体称为“参考系”。(以前的中学物理教科书上称为“参照物”,也很直观易懂。)研究物体运动时需要参考系的意义在于:⑴有了参考系,才能确定物体的位置;⑵选定了参考系后,才能知道和研究物体的运动。试设想,在茫茫的大海里,水天一色,如果没有太阳或星辰作参考,水手根本无法确定自己船舰的位置和向什么方向运动。⑶参考系选得不同,则对同一个物体的运动作出的结论也不同(见课本和后面例题)。通常在研究地面上物体的运动时,如果不声明参考系,则默认以地面为参考系。:为了定量研究运动,必须在参考系上建立坐标系,这样才能应用数学工具来研究运动。如果物体沿直线运动,可以在这条直线上规定原点、正方向和单位长度,即以这条直线为坐标轴(x轴)。这样物体的位置就可以用一个坐标值(x)来确定。如果物体在一个平面内运动,则需要建立平面坐标系。用两个坐标值(x,y)来确定物体的位置。二、,则时刻t就是时间轴上的一个点,时间间隔Δt就是时间轴上的一段线段。但是在日常语言中,我们用语比较混淆,大都不加区别地说成时间。如“时间还早”里的时间,就是时刻;说“一堂课时间有45分钟”,则是指时间间隔;有时“时间”又是指与“空间”对偶的概念——无限的时间轴的整体。因此我们在看书时要结合上下文正确理解。:从初位置到末位置的有向线段,叫做位移。它是表示位置变动(变化)的物理量。位移既有大小又有方向,它是一个矢量。矢量相加和标量相加遵从不同的法则(见后面“力的合成”)。物体只有作单一方向的直线运动时,位移大小才等于路程,一般情况下位移大小不大于路程。“位移矢量”来研究运动觉得迷惑不解。当物体作曲线运动时,位移直线段与走过的“路径轨迹”完全不同,位移大小跟“路程”数值也大不相同,尤其是当物体走一封闭曲线如一圆周时,路程可以很大,而位移却总是为零,有人觉得很荒谬。其实这只是初学时的一种错觉,物理学家也是经过长期研究才克服“常识思维”的桎梏找到“位移”这个有效的物理量的。确实,人走路的劳累程度、汽车耗油的多少是跟路程大小有关,但是只有位移才能仅由初、末位置唯一确定。而研究物体运动的目的就是找到“确定物体在任意时刻的位置”的方法。注:无论物体是作直线运动还是曲线运动,一段“无限小”的运动,其位移与路径总是可以看成重合,而用“高等数学”工具来研究物理,都是从研究“无限小运动”着手,因此,位移也可以用来研究曲线运动。