平常的知识点,不一样的讲解,今天带给大家的是物理第1节课《质点》,要说质点,得从运动说起。

提到运动,同学们一般会想到跑步,打网球,跳远等等,但是我们物理学说的运动不单单指的体育运动,而是指所有的运动。比如瀑布的流动、火车的行驶、太阳的公转等等,他们有一个共同特点就是一个物体相对于另一个物体的位置变化,被称为机械运动

那么关于运动的描述,古代诗人说:“疑是银河落九天”来描述瀑布中的水流;画家一般用几根线条来描述火车的行驶;那我们物理学家一般如何来表示呢?

由于运动这种事情是很难描述的,这就需要物理学家发挥自己的特长,找准本质:抓住主要因素,忽略次要因素。比如火车从北京开往上海,如果只关心运行的距离,它远远大于火车身长,那么就可以忽略动车的大小,而把它看成一个有质量的点来处理。

像这样,当物体的大小形状对所研究的问题都可以忽略不计时,就可以把这个物体看作一个有质量没体积的点,我们一般把它叫作质点。

小提示:质点只具有位置,不占有空间,具有所代表物体的全部质量,由于是具有质量的,因此不同于只表示空间的几何点。

很显然质点是为了方便分析问题而引入的一种理想化模型,因此并非真实存在。

什么情况下能把物体理想化为质点呢?

我们一般由研究问题的性质来决定,比如我们上边说的火车,要研究火车长距离运行时候,火车的大小形状都可以忽略不计,这个时候就可以看作质点。但是研究火车通过大桥时就不行。

再比如当研究地球绕着太阳公转时,相对于公转的轨道半径地球的形状和大小就可以忽略,地球的自转对公转问题研究也不会有影响,此时就可以将它看作质点。但是仅仅研究地球的自转问题时就不行。

又比如当一只小鸟在空中大范围飞翔时,就可以把它看作质点,但是当研究它在飞行中的细微特征时就不行,比如研究翅膀的振动,身体的平衡等等。

以上的这些例子是在说:当物体的大小相比于运动距离可以忽略时,就可以看作质点,但是有些时候即使大小不能忽略,也是可以看作质点的,这又是为什么呢?

如果物体各部分的运动全都一致,我们把这种运动称之为平动,一个点的运动情况就相当于描述出了全部的运动情况,在这种情况下,即使物体大小不能忽略也是可以看作质点的。

举个例子,火车的运行可以看作平动,研究它从静止加速到30km/h的时间,虽然运动距离并没有多长,但此时还是可以把它作为质点来处理,这样处理只需要满足一个前提:并不会影响要研究的具体问题。

还以上边的火车为例,这次我们研究它过桥的时间时,涉及到头部和尾部的区别,所以就不能用头部来代替尾部,因此不可以处理成质点

总结

最后我们说几个需要注意的地方

  • 并非很小的物体就可以看成质点
  • 并非很大的物体就不能看成质点
  • 平动的物体并非一定可以看成质点
  • 转动的物体并非不能看成质点

物体能否被看成质点与其大小、平动、转动没有必然关系,当然和远近、冷暖、快慢甚至规则与否也没有必然的联系。

最后我们今天主要说了什么是运动,什么是质点

  • 运动:一个物体相对于另一个物体位置的变化,叫机械运动
  • 质点:只有质量而不占空间体积的点,理想化模型,实际不存在

再难的知识,也可以分解,今天的课程就到这里结束了,感谢同学们的学习,我们下期来学习《标量和矢量》,后期会有同步视频课发出,感谢关注,下节课再见!