按物体的两个特征分类(高中物理运动的描述——质点)

Posted 2023-05-27

篇首语：愚昧从来没有给人带来幸福；幸福的根源在于知识。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了按物体的两个特征分类(高中物理运动的描述——质点)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

课本第14页的第一个知识点，机械运动是物体的空间位置随时间的变化。是自然界中最简单、最基本的运动状态。（这个概念不需要记，因为整个高中物理都是围绕这个问题展开的。）

课本举了生活中常见的例子，汽车在公路上行驶，轮船在海上航行，飞机在天空中飞行，树叶的摇动，鸟儿的飞翔，地球的自转公转。

有了这些例子以后，如何研究？书上介绍了一种工具——力学（在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。）

这样高中物理的核心就出现了——机械运动和力

课本的前两章讲的是机械运动，第三章讲力学，第四章讲运动和力的关系（也就是牛顿三大定律），这就是高一物理上学期的内容，也是整个高中物理的基础和重点考查的内容，涉及了大量的概念、推导和分析，重点是培养学生合理的解题思路和规范的解题过程。

质点

来自人教版《高中物理》

课本首先提出一个问题，要求准确的描述这些运动的物体。这些物体的共同特征是在运动的过程中，组成物体的各个部分的运动状态是不一样的。比如，孩童在朝某个方向跑，但是四肢是交替的运动，和身子的单向运动不同；汽车向前行驶，但是车轮做的是旋转运动；翱翔的雄鹰朝某个方向运动，但是翅膀在上下扇动。

书上还举了草坪上足球的例子，向前运动的同时还在滚动。得出结论，想要准确的描述某个物体的运动不是一件容易的事情。那么困难和麻烦出在哪里？分析可得任何物体都是有大小和形状的，并且各部分的运动情况是不一样的。

有时我们关注的对象是整体，有时我们关注的对象是某一部分，所以如何描述物体的运动状态要看我们关注的是什么问题。例如研究雄鹰是如何飞行的，那么翅膀的运动方式就是主要的；但是要研究雄鹰从哪里飞到哪里，就不必关心它的大小和形状了，把它当做一个点来描述它的运动就很方便。

接下来课本举例说明物体什么时候能当成一个点，什么时候不能。

例一：地球在绕着太阳公转的同时也在自转，由于地球的直径是km，地球上各点到太阳的距离实际上是不断变化的。而地日之间的距离约是km，约是地球的一万多倍，那么在研究地球绕太阳公转的问题时，地球的大小就可以忽略而当做一个点。

例二：一列火车在平直的轨道上行驶，尽管车轮在做快速的旋转运动，但是我们只关心火车整体的运动情况时，就不需要考虑这种差异性，而是把整列火车当做一个点，来研究点的运动状态。

由以上的例子能够看出，在某些情况下确实可以忽略物体的形状和大小，把它简化成一个有质量的点，这样的点叫做质点（mass point）（在高中物理课，我们主要研究那些能够简化成质点的物体的运动，所以常不区分“物体”和“质点”两个词。）

对于初学物理的同学来说，很多概念较为抽象，从字面意思去记忆有困难的时候，不妨看一下英文名称，因为近代科学起源于西方，有些概念看英文的原文反而会更好理解一些。这也是为什么教材会在一些名词的后面标注英文的原因。

还有一种情况，就是物体的大小和形状都不能忽略时，但在运动的时候，组成物体的各个部分运动状态都一样，任何一个点的运动状态都和整体的运动状态一致，那么，整个物体就能简化成为一个点，并把整体的质量赋予这个点，形成一个质点。

综上所述，一个物体能否被看作质点是由研究的问题来决定的。同一个物体，具体问题，具体分析。

然后课本中出现一个思考题

截取自人教版《高中物理》

在研究如何才能踢出香蕉球时，踢足球的位置和作用在足球上力的方向决定了踢出后的旋转速度及旋转方向，足球的形状大小不可忽略，不能把足球看作质点；足球的形状大小对研究问题的影响可以忽略时，可以把足球看作质点，例如研究足球运动轨迹时可以把足球看做质点。

用右脚踢图中黄色部位就能踢出向左旋转的香蕉球

练习与应用

1.两个运动的物体：一个是被球拍击出的乒乓球，一个是正在飞行的歼-20隐形战斗机。请你为乒乓球和战斗机各创设两个问题，一个问题中可以把它（乒乓球或战斗机）看成质点，另一个问题不可以把它看成质点。

分析：根据质点的定义，是研究的问题与物体的大小和形状无关时可以看做质点。对于乒乓球来说，研究如何旋转和在空中的飞行轨迹时就是两种不同的状态；对于战斗机来说，在空中飞行的轨迹和做特技动作时也是两种不同的状态。

答案：乒乓球接发球的时要考虑旋转问题可以看做质点；研究乒乓球飞行轨迹时不能看做质点。

战斗机在空中做特技动作时不能看做质点；研究战斗机飞行轨迹时可以看做质点。

总结

运动是指所有宏观物体的运动。

机械运动是一个物体随时间相对于另一个物体位置的变化。是最简单，最基本，最普遍的运动形式。

物体有大小有形状，各部分运动情况不一样，需要抓住主要因素，忽略次要因素。

大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计，就可以把物体看作一个有质量没体积的点，叫做质点。

质点只具有位置而不占空间，具有所代表物体的全部质量。不同于指表示空间位置的几何点。是为了分析问题而引入的理想化模型，并不是真实存在的。

把物体看成质点，就可以让问题简化。

什么情况下能理想化成质点？要根据研究问题的性质来决定。大小相比于运动距离可以忽略时，可以看作质点。有些时候大小不能忽略也是可以看作质点的，比如做平动的物体，前提是并不会影响要研究的具体问题。

不能简单的认为很小的物体就是质点，很大的物体不能看做质点，也不能简单的认为平动的物体就能看作质点，而转动的物体就不能看做质点。物体能不能看做质点，与其大小没有必然的关系，跟平动转动也没有必然关系，跟远近、温度、快慢和形状规则与否也没有必然关系。

按物体的两个特征分类(高中物理 运动的描述——质点)