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电子课文●第二章　 物体的运动 一、机械运动 在初中我们学过，一个物体相对于别的物体的位置改变叫做机械运动，简称运动．机械运动是最普遍的自然现象．宇宙中的一切物体，小到原子内部的质子、中子和电子，大到遥远的恒星和星系，都在不停地运动着．有些物体，例如耸立的山峰、马路两侧的房屋、路面上的铁轨，看起来是不动的，其实，这些物体是随着地球一起运动的． 参照物　 由于一切物体都在运动，我们在研究物体的运动时，就必须假定某个物体是不动的，参照这个物体来确定其他物体的运动．例如，我们说火车是运动的、桥梁是静止的，是以地面作参照来说的．我们说地球是运动的，是以太阳作参照来说的．为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体，叫做参照物． 同一个运动，由于选择的参照物不同，观察的结果常常是不同的．例如，火车车厢里的乘客，选车厢作参照物，认为自己是静止的．站在铁路旁边的人，选地球作参照物，认为乘客是随着车厢一起运动的．在研究地面上物体的运动时，为了研究问题的方便，常取地球作参照物． 平动和转动　 物体的运动多种多样，有些简单，有些复杂．但是无论多么复杂的运动，都可以看作是由平动和转动这两种最基本的运动所组成． 用刨子刨木板的时候，刨子上各点的运动情况都相同，这样的运动就是平动．小孩从滑梯上滑下（图2-1），抽屉从桌内拉出，钢球从高处落下，都是平动． 物体的平动不一定都沿着直线进行，也可以沿着曲线进行，图2-2所示的磁带盒的平动就是沿着曲线进行的． 砂轮工作时，砂轮上的各点都围绕圆心做圆周运动，这样的运动就是转动．开门时门的运动，推磨时磨盘的运动，电扇工作时扇叶的运动，都是转动． 很多物体是既做平动又做转动的．例如，行驶的汽车的车轮，飞行的飞机的螺旋桨，滚动的足球等，都是既做平动又做转动的． 练习一 （1）甲、乙两位同学以相同的速度并肩而行，试说明选什么物体做参照物时，乙是静止的；选什么物体做参照物时，乙是运动的． （2）请你判断下列说法的对错：做平动的物体 ①一定沿着直线运动；②一定沿着曲线运动； ③各点的运动情况都相同；④各点的运动情况不一定相同． 二、质点　 位移和路程 质点　 研究物体的运动，第一步是要确定物体的位置．物体都具有大小和形状，在运动中物体中各点的位置变化一般说来是各不相同的，所以要详细描述物体的位置及其变化，并不是一件简单的事情．为了便于着手研究，物理学采用的方法是先做一些简化，不考虑物体的大小和形状，而把物体看作一个有质量的点，或者说用一个有质量的点来代替整个物体．用来代替物体的有质量的点叫做质点． 物理学对实际问题的简化，也叫科学抽象，不是随心所欲的，必须从实际出发，撇开不考虑的只能是与当前考察无关的因素，和对当前考察影响很小的次要因素． 在什么情况下物体的大小、形状属于无关因素或次要因素呢？这要看具体情况而定．举例来说，一个做平动的物体，它的各个部分的运动情况都相同，在研究这个物体的运动规律时，它的任何一点的运动都可以代表整个物体的运动．在这种情况下，物体的大小、形状就无关紧要了，可以把整个物体当作质点．在平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点．当然，假如我们需要研究汽车的轮胎的运动，由于轮胎的各部分的运动情况不相同，那就不能把它看作质点了． 当我们研究地球的公转时，由于地球的直径（约1.3×104千米）比地球和太阳之间的距离（约1.5×108千米）要小得多，地球上各点相对于太阳的运动，差别极小，可以认为相同，即地球的大小和形状可以忽略不计，而把地球当作质点．可是在研究地球的自转时，地球的大小和形状不能忽略，当然不能把地球当作质点了． 在这一章和以后各章中，我们所研究的物体，除非涉及到转动，一般都可以把它们当作质点． 位移和路程　 假如你的家在图2-3的A点，学校在B点，即在你家东偏北30°方向500米处，你从家到学校，可能有长短不同的几条路．但是如果只考虑你位置的改变，即你的位移，那么无论走哪条路，你的位移都是向东偏北30°方向移动了500米．表示位移最简单的方法，是用一根带箭头的线段，箭头表示位移的方向，线段的长度表示位移的大小． 位移不但有大小，而且有方向，是一个矢量． 位移跟我们在初中学过的路程是不同的物理量．在图2-3中，如果走ACB这条路，路程就是曲线ACB的长度，如果走ADB这条路，路程就是曲线ADB的长度．如果你走的是AB这条直路，用物理的话来说，就是沿直线向某一方向运动，那么通过的路程就等于位移的大小了． 如果你走的虽然是AB这条直路，但不是始终向某一方向运动，而是从位置A经过B运动到E，然后从E返回，运动到末位置B．这时质点的位移是线段AB，而路程是线段AE的长度加上线段BE的长度．只有做直线运动的质点始终