猫史档案馆

本帖内容主要出自：

《高中物理必修一》

《普通物理学》

《新概念物理教程 · 力学篇》

《慕斯自己的胡编乱造》

 

零 啥事物理？

物理学是一门自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识；更广义地说，物理学探索并分析大自然所发生的现象，以了解其规则。——《百度百科》

 

物理要得出规律 我们目前主要靠以下方式

1.我们在日常现象中，感受、总结、归纳出一些普遍适用的规律，提出一个假设

2.为了验证假设做实验，看看是否符合假设

3.将其整理成一套理论，再用理论对没有直接看到的对象进行推导，预测对应的现象

4.如果不符合假设，就要对理论进行修改

我们学习物理要勤于思考 善于提问 能于计算 精于研究

一 质点

物理研究的是自然规律，那主要的研究对象肯定是自然界各种物体

但是问题来了：我好菜啊！

自然界的事物千千万万，每一个事物都有各自的形体

比如这个奔跑的小人

它有腿、手、身体、关节……

这么多且的复杂部分我们肯定不愿意也是根本不能研究的

所以我们要想方设法，引入一个理想化的简单模型

什么样的几何图形最简单呢？

当然是点！

想要描述一个点的位置和状态，肯定轻而易举

相比之下那些复杂的图形就困难多了

我们接下来，就要引入陪伴我们很久的理想模型

“质点”

它是研究中，用来替代物体的有质量的点

这是一个理想化的模型，忽视了次要因素形状

比如说研究行程问题的时候，在几百千米长的高速路上的小车就可以当成一个质点

因为小车相比高速公路足够小，没有人会在普通的行程问题里

考虑“哪个车轮先到达”的奇怪问题

所以这时候我们就可以将小车，当成一个“点”，它的位置也可以直接用坐标描述

 

想要把物体当成质点 需要以下几个条件

1.物体的大小和形状对于研究问题的影响可以忽略不计

2.物体不发生转动（这个问题我们之后会说）

练一练 以下那种情境，物体可以当成质点来研究？

1.研究地球绕太阳公转时的地球

2.研究起瓶盖时需要的力的的开瓶器

3.研究火车过隧道用时的火车

 

二 参考系

我们引入了质点，就要想方设法去描述这个点

首先我们必须描述它的位置

描述一个物喵置时，必须引入另一个物体作为标准

这个物体就叫“参考系”

举个例子，小明坐在飞驰的火车的座位上，小明在运动吗？

我可以说“在运动”，因为对于地面，小明在运动，选的是大地作为参考系

我也可以说“不在运动”，因为对于小明的椅子，小明是静止 这选的是椅子作为参考系

显而易见 物体是否运动和选取的参考系有关

 

选取参考系时有什么原则呢？

简单！

我们研究小明在操场上跑步，就可以选择终点线为参考系

我们能选择太阳为参考系，但这实在是太麻烦了，所以我们不用

综上所述，参考系的选择要尽量选取简单的

比较两个物体的运动，也要选用同一个参考系，否则没有意义

 

三 坐标系

坐标系其实是数学上的内容，是参考系的数学抽象

俗话说得好“数学物理不分家”

想要研究物理现象，还得用数学工具

大家都玩编程猫很久了，肯定知道编程猫也有一个“坐标功能”

这里就是用了“平面直角坐标系”

（如果有不知道的可以百度）

用“x坐标”描述物体横向的位置 y坐标描述物体竖向的位置

 

相应的，如果物体要在三维空间移动，就可以引入z坐标描述前后方向的位置

 

如果物体只在同一直线运动，比如“行程问题”

直角坐标系就退化成了直线坐标系，只需要一个x就能描述物体的位置

 

当然了，坐标系的种类有很多（我们之后会研究），我们最常用的，还是“直角坐标系”

 

 

练一练 ：

小明躺在行驶的船上，相对于_____小明是静止的

小明在正在上楼电梯里，相对于_____小明是运动的

小明站在运行扶梯上，发现地面相对自己向上运动，扶梯的运行方向是____