质点力学在大学物理中的作用

牛顿定律为基础的力学理论被称为牛顿力学或经典力学,它曾经被尊为完美普遍的理论而兴盛了约三百年。尽管在二十论文联盟http://wWw.LWlm.Com
世纪初发现了它的局限性,其在高速领域被相对论所取代,在微观领域被量子力学所取代,但在一般的技术领域,如机械制造、土木建筑,甚至航空航天技术中,经典力学仍保持着充沛的活力而处于基础理论的地位。另外,由于经典力学是最早形成的物理理论,后来的许多理论,包括相对论和量子力学的形成都受到它的影响。后者的许多概念和思想都是由经典力学的概念和思想发展、改造而来。[1]经典力学在一定意义上是整个物理学的基础。
　　经典力学中的质点力学和刚体力学基础是大学物理中的必修内容,而质点力学又是大学物理中的开篇内容。质点力学在中学物理中就开始讲授,但在中学物理中质点力学仅限于处理质点作匀速、匀变速运动,质点受恒力作用问题,而在大学物理中的质点力学,不仅仅讲述基本概念、原理和定律,而且将物理学中最常用、最基本的研究方法体现出来,这对学生学习大学物理的后继内容,乃至后继的相关课程都很重要。本文从三方面分析质点力学在大学物理中的作用。
　　一、建立物理模型的研究方法
　　质点力学中建立的第一个、也是最简单的物理模型是质点,它从两个方面反映了运动物体的主要特征:几何点反映了物体的位置;质量反映了物体的惯性。一个物体如果作平动,它的各个部分具有完全相同的运动状态,即具有相同的位移、速度、加速度等,可以用一个点的运动代表物体整体的运动。平动物体可按质点模型处理,如图1所示。如果一个物体自身的线度与它的运动范围的线度相比微不足道,或者在所研究的问题中允许忽略物体各部分运动状态的差异,这样的物体可按质点模型处理。一般对平动物体来说,某个物体能否采用质点模型,并不在于它的大小,而是由研究问题的性质以及对精度的要求来决定的。如果研究问题允许忽略物体各部分运动状态的差异,就可以将物体视为质点,否则就要按其实际形状讨论。
　　由质点模型的建立我们看到,模型取代原型有助于概念的形成和运用,有助于问题的分析。建立模型是物理学的基本研究方法,模型的提出有利于概念的建立和规律的表述。例如刚体、理想弹簧、理想气体、点电荷、线电流、光线等等,都是物理规律赖以表达的基本物

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