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第1章 质点力学
牛顿(I .Newton)力学研究宏观物体的低速机械运动。低速是指物体的运动速度远小于真空中的光速,机械运动是指物体的位置或形状随时间的变化。牛顿力学是物理学、天文学和许多工程学的基础,其中的概念、原理和研究方法,在物理学的其他分支或其他学科中常常被直接引用。
在不涉及转动和形变的许多力学问题中,可以不考虑物体的形状和尺寸大小的影响,而用一个具有一定质量的点,即质点来代表物体。例如,在研究地球绕太阳公转时,由于地球半径比地球与太阳之间的距离小得多,则可用质点代表地球。但在研究地球的自转或地震现象时,就不能再把地球看成质点。质点只是个物理模型,实际上是不存在的。
本章介绍质点力学,它包括质点运动学和质点动力学。质点运动学主要是描述质点的运动状态,而不涉及引起运动和改变运动状态的原因;质点动力学则研究在力的作用下质点的运动状态是如何变化的。
本书采用国际单位制(SI)。
1.1 质点运动的描述
1.1.1 位矢和位移
质点的运动是指它的位置随时问的变化,而位置总是相对其他物体而言的。因此为描述质点的运动,必须选定参照物体,这些被选定的参照物体称为参考系。应该指出,参照物体只能是一些实际的物体,即静止质量不等于零的物体。光子的静止质量等于零,是不能作参考系的。
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