Q
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什么是运动学 | 描述物体的位置和运动 |
为什么要学运动学 | 如果想要理解,预测和运用力学,首先得能够描述位置和运动 |
什么是参考系 | 以参照物为原点建立的坐标系,叫做参考系 |
为什么要学参考系 | 因为物体的位置和运动是相对的,所以在描述的时候需要定义参考系 |
参考系是怎么回事 | 定义了参考系,就可以描述物体随着时间,相对于参照物,位置的变化。 |
参考系怎么用 | 妈妈站在家门口,看着爸爸开车带着儿子远去。
1.以妈妈为参照物建立一维参考系,妈妈的坐标为(0),观察儿子的位置坐标,(1), (2), (3)... 会发现儿子的坐标距离妈妈的坐标越来越远,即儿子相对于妈妈的位置越来越远。
2.以爸爸为参照物建立一维参考系,爸爸的坐标为(0),会发现儿子的位置坐标一直也是(0),没有变化。也就是儿子相对于爸爸静止。
3.(引申)在妈妈的参考系里,爸爸的参考系本身就在运动,爸爸参考系的运动状态跟儿子的运动状态一致,所以在爸爸的参考系里,儿子是静止的。 |
什么是质点假设 | 描述物体的位置和运动时,为了不考虑复杂的形状和大小,将其简化成一个点来描述 |
为什么要学质点假设 | 因为要描述物体上每一个点的运动非常困难,几乎做不到,而且在绝大部分情况下也没有这个必要,所以用质点来描述一个物体的位置和运动,会大幅简化描述的难度,且能达到一样的效果 |
质点假设是怎么回事 | 从远处观察一个物体的运动,当只关心这个物体整体的位置,速度等运动状态的时候,就可以把它抽象成一个质点,用这个质点来描述物体的运动状态。
质点,是有质量的点,质量之所以不能忽略是因为质量会影响物体的运动状态,比如用同样的力气推动一只蚂蚁和一头大象,蚂蚁会被推走很远,而大象却纹丝不动。 |
质点假设怎么用 | 比方说观察一个人跑步,当我们只关注这个人速度和位置的时候,换句话说,不关心他的胳膊腿怎么动,头发怎么甩,血液怎么流等等细节,我们就可以把这个人抽象成一个质点,忽略他的大小跟形状。这个点的位置,运动的快慢,就代表了这个人的位置,运动的快慢。 |
质点假设有什么局限性 | 1.物体的运动尺寸不是远远大于自身的尺寸的时候,物体就不可以被当作是质点
2.质点假设仅研究的是物体作为整体的运动,其他的场景会有不同的抽象方式,比方说水流,空气等这些流体就不能用质点来抽象,或者说陀螺的旋转也不能用质点来研究等等。 |
什么是路程和位移 | 路程描述的是物体运动轨迹的长度。路程是一个没有方向的量,也叫标量。
位移描述的是物体位置的改变。位移是一个既有大小又有方向的量,也叫做矢量。 |
为什么要学路程和位移 | 路程更注重运动的过程,位移更注重运动的结果,描述运动时,两个同样重要 |
路程和位移是怎么回事 | 物体运动的轨迹可以错综复杂,所以有长度,但是没有一个单一的方向。位移描述的是两个点之间的变化,所以既包含了位置改变的大小,又包含了方向。
比如物体从旧位置A,绕了半圈来到新位置B,路程就是这个半圆的周长,而位移则是B相对于A位置的改变,其大小是从A点到B点的直线距离,方向是从起始位置A指向B。
如果物体从A点做了一个圆周运动,又回到A点,路程是整个圆的周长,而位移为0,表示没有发生位置的改变。
马拉松比赛中,参赛选手会用工具记录自己实际跑过的路程,以此来调整自己的配速、能量补给和比赛策略等。如果没有路程这个指标,他们就不知道怎么采取相应的步骤。
导弹发射系统里面,位移是一个很重要的参数,不管导弹实际走的路径如何,系统必须不断更新导弹和目标之间的位移,以确保能正确打击目标。 |
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