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姚铎俟教育

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一、基本概念  

2009-06-02 08:45:03|  分类: 物理教育 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、基本概念

 

在学习各种运动形式之前,我们必须认真学好描写物体运动密切相关的概念。在我们的头脑里没有这些概念系统,我们就无法理解物体的运动。例如,我们必须领会质点、参考系、时间、时刻、位置、路程、位移等概念,不仅知道它们在物理上是怎样定义的,而且要理解定义这些概念的物理意义。还必须指出的是,这些概念不是互不相干的,而是密切联系的。所以,学习这些概念的一个有效方法,那就是比较学习法,充分地透彻地理解密切相关概念之间的区别与联系。

 

(一)质点

 

在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的“物理模型”,并将作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。高中阶段,如质点、轻绳、轻杠、点电荷等都是理想的模型。其中,质点是我们最先接触的,也是最重要的物理模型。

 

在某些情况下,可以忽略物体的大小和形状,只须突出物体的质量,把这样的物体简化为一个有质量的点,称为质点。

 

思考题:一个物体是否能看成质点是有条件的,这主要决定于所要研究的物理问题。请同学们自己举例说明。

 

质点学习,不仅仅是为了以后学习物理知识提供方便,更重要的是,它隐含一个科学研究的重要思想——简化的思想。

 

(二)参考系

 

从哲学角度说,物体处在绝对的运动中。但是,当选择一个特定的参照物,不旦可以描绘出运动的特点,甚至还可以定义“静止”。因此物体的运动又是相对的。物理科学之力学研究的运动,称为机械运动。

 

在物理上,我们描述的运动,都是物体的相对运动,也就是说,选择特定的参照物,总是必须的,这种用来做参照的物体称为参考系。原则上,描述一个物体的运动时,参考系可以任意选择。但是,选择不同的参考系描述同一物体的运动,其结果会有所不同。并且,参考系的选择不同,问题的研究难易程度也所有不同,因此参考系的选择,至关重要!尽管如此,我们通常选择地面(地球)或相对地面静止的物体为参考系。不特别说明,参考系总认为是地球。

 

由于,高中阶段,描述物体的运动时,选择地面为参考系,就能够把问题解决,致使同学们忽视对参考系的正确而科学的认识。对物理感兴趣的同学,建议对此多加思考,并且有意识地用此思考一些问题。你应该意识到:没有参考系,一切力学问题都无从谈起;或者说,参考系是《力学》学科中最重要的基础概念之一。

 

(三)坐标系

 

坐标系是数学函数的图像表示工具,当然也是科学研究的重要数学工具。我们生活的空间,可以用三维正交坐标系来描述;对于平面,用二维正交坐标系来描述,对于直线,用一维坐标系来描述。不仅如此,我们对时间也可以建立坐标系,我们称之为时间轴,甚至可以对任何物理量建立坐标系。总之,用数学图像作为工具,来研究物理问题,这是非常重要的一个研究方法。比如正交分解法、速度—时间图像、位移-时间图像等等。关于此,我们会专门拿出一个专题来研究。

(四)时间(单位:秒、分、时等)与时刻

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(五)      位置、路程、位移(单位:米、厘米、千米等)

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(六)速度(平均速度,瞬时速度)

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思考题:比值定义法定义物理量,有什么特点?在以后的学习中经常遇到比值定义法定义物理量,基本上都具有同样的特点。矢量与标量的混合乘除运算,得出的物理量是矢量还是标量,有一定的规律。请同学们总结其规律。(这个思考题,低年级的同学可以猜猜看,高年级的同学务必了解。)

 

注意:速度的大小称为速率。在实际生活中,常说到的速度就是指速率。

 

速度是一个十分重要的物理量,具有很深刻的物理意义。第一专题有一思考题涉及此,第三专题中也将叙述。

 

(七)加速度(平均加速度,瞬时加速度)

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其他物理量,不提前叙述,当有必要提出的时候,会适时提出。

 

 

 

 

 

 

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