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专题01运动的描述

清单01质点物理模型

质点(1)定义:用来代替物体的有质量的点.

①质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量.

②质点没有体积或形状,因而质点是不可能转动的.任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点.

③质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点.同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析.

(2)物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点.

(3)突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法.质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型.

【延伸】理想模型及其在科学研究中的作用

在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义.

第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差.把现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近.在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物.例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计.在这种场合,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理.在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”.在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理.

第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,使之与实际的对象相符合.这是自然科学中,经常采用的一种研究方法.例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了.

第三,由于在“理想模型”的抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见.例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象.但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍.由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故.如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度.后来,实践果然证实了这个预言.人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”.总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚.而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们.

清单02参考系

(1)运动与静止:自然界的一切物体都处于永恒的运动中,运动是绝对的,静止是相对的。

(2)定义:在描述物体的运动时,被选定作为参考,假定静止不动的物体。

(3)选取:①选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果可能会不同。

②参考系可以任意选择,但选择得当,会使问题的研究变得简洁、方便。

③通常情况下,在讨论地面上物体的运动时,都以地面为参考系。

(4)参考系的四个性质:

标准性

被选为参考系的物体都是假定静止的,被研究的物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言的

任意性

任何物体都可以作为参考系

同一性

比较多个物体的运动或同一物体在不同阶段的运动时,必须选择同一个参考系

差异性

对于同一个物体的运动,选择不同的参考系,观察结果一般不同

参考系的选取方法:

(1)研究地面上物体的运动时,常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系。

(2)研究某一系统中物体的运动时,常选取系统作为参考系。例如:研究宇航舱内物体的运动情况时,选取宇航舱为参考系。

常给出物体的运动情况,判断是以哪个对象为参考系进行描述的。

清单03矢量与标量

1.矢量与标量

物理量可分为两类:既有大小又有方向的量叫矢量,如力、位移、速度、加速度、动量、电场强度、磁感应强度等;只有大小没有方向的量叫标量,如质量、时间、路程、功、能、电势等.

2.矢量和标

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