质点是物理学中的概念,指代无质量、无大小、仅具有质量的理想化物体。它是一种简化模型,用于描述物体在运动中的行为。
质点假设不受外力的作用时,或受到的力相互平衡时,其将保持静止或匀速直线运动。质点被认为是没有体积的点状物体,因此忽略了它的形状和尺寸。质点的位置通常通过坐标系中的一个点来表示。虽然质点的定义过于理想化,但在物理学中被广泛应用,以简化模型和计算。
1.质点: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、例题及习题,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。
2.参考系: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。
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。
3.坐标系: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。