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牛顿研究物体看作质点处理需要满足条件的其中之一

更新时间:2024-01-19 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

在欧几里得几何中什么是质点 质点的定义,将空间物体运动看作是一个点的运动,这个点是没有空间大小的具象点;牛顿热学是构建在欧几里得几何空间下的运动,因而牛顿研究物体运动时也不考虑物体空间大小,将物体运动具象为一个点的运动,那就是质点。有了质点概念后,他进一步完善了刚体、刚体等概念,进而完成了他的热学概念体系。jbW物理好资源网(原物理ok网)

1质点jbW物理好资源网(原物理ok网)

质点是一种理想化模型。在研究机械运动时,若物体形状和大小对运动影响可以忽视,我们就可以把它看作是一个具有一定质量的几何点,称为质点。实际上,牛顿运动定理就是针对质点而言的,牛顿多项式中的加速度就是欧几里得几何中点的加速度。jbW物理好资源网(原物理ok网)

能够将物体看作质点处理须要满足以下条件的其中之一:jbW物理好资源网(原物理ok网)

(1)物体各个部份的运动情况相同,它的任何一点运动都可以代表整个物体运动,即物体具有质心性。jbW物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体大小和形状对研究问题影响很小,可以把它看作一个质点。jbW物理好资源网(原物理ok网)

(3)转动物体什么是质点 质点的定义,只要不研究其转动且符合第2条,也可看成质点。jbW物理好资源网(原物理ok网)

可见,质点是只具有质量没有空间大小或空间大小不考虑的几何点。但不能把它和微观粒子如电子等实体概念混同上去。若研究的问题不涉及转动或物体大小跟问题中所涉及到的距离相比较微小时,即可将这个物体具象为质点,如研究月球公转时,月球直径比日、地宽度离小得多,就可把月球看作质点,但研究月球自转时就不能把它当作质点。又如物体平动时,内部各处的运动情况都相同,就可把它看成质点。所以物体是否能被视为质点,完全决定于所研究问题的性质。jbW物理好资源网(原物理ok网)

2刚体jbW物理好资源网(原物理ok网)

空间物体所具有的质量被看作是集中在物体内某一点上,这个点就叫做是该物体的刚体,这是一个假想点,用它就可以和欧几里得的空间几何点运动联系上去,因而和牛顿热学的质点运动统一上去。刚体也仅是一个点,与物体形状无关,才能作刚体处理的运动物体必须具有质心性,即要求刚体点的运动可以代表整个物体的运动??杉仗搴椭实愀拍钍窍嗤ǖ模谘芯靠占湮锾逶硕?,刚体本身就转化为质点含义了。jbW物理好资源网(原物理ok网)

3质心jbW物理好资源网(原物理ok网)

质心运动是构建在牛顿热学基础之上但又不同于牛顿热学,因牛顿热学研究的是物体作直线或曲线运动的现象,但没有涉及到物体载流子与运动的关系;质心热学除了研究直线或曲线运动且还研究载流子运动。牛顿热学和质心热学研究的物体对象都是被作质心这一属性来处理的。jbW物理好资源网(原物理ok网)

质心:就是一种特殊的质点组,组成质心的每位质点都遭到完整的束,致使质心上任意二点间的距离在运动中保持不变。jbW物理好资源网(原物理ok网)

质心定义很具象,但我们可以这样理解:一个物体不论其受力大小、方向怎样,它形成运动变化时的形状和大小仍然保持完全不变性,这个物体就可叫做质心。在实际运用中,质心又有相对性和绝对性之分。jbW物理好资源网(原物理ok网)

质心相对性:是指由不同材料组成的二个物体,在受同样大小冲击力作用时所表现出的不同变型程度,将它们的变型程度相比较,变型小的相对于变型大的就可以称为相对性质心,比如,我们用木锤轻敲一块橡皮,则橡皮会表现出较大变型,而木锤就看不出有多大变型,这时我们可以说木锤相对于橡皮为质心;假如用木锤轻敲一块石块,则木锤才会表现出较大变型而石块就看不出有多大变型,我们说石块相对于木锤为质心;虽然二个物体向撞时就会发生变型,只不过石块变型程度较木锤小而已。jbW物理好资源网(原物理ok网)

质心有绝对性:它包含二个方面涵义:jbW物理好资源网(原物理ok网)

(1)、牛顿热学所定义的刚体概念,它的容积不受外力和运动变化影响,仍然保持不变,因而它可以看做是绝对质心,但它只是一个理想化的虚拟点。jbW物理好资源网(原物理ok网)

(2)、最基本粒子概念,我们在处理微观粒子运动时就表现出绝对质心概念,如我们用电子撞击质子、中子、原子核等试验中,质子、中子、原子核等就会因电子撞击而分裂出其他粒子来,电子则不会,因而可以说电子相对于它们有绝对质心性,由此我们给出关于粒子分类的概念,即电子相对于质子、中子、原子核等就是基本粒子,而质子、中子、原子核等就表现出非基本粒子性,它们都可看作是由电子组成的复合粒子;由此推理,如果光子是电子的组成部份,这么电子相对于光子而言就是复合粒子,光子就是绝对质心。现代粒子化学学试验证明,正负电子对抹杀可放出1、2或3个自由光子,因而将电子看作是光子复合体是合理的。这样看来,绝对质心概念就和物质组成中的最基本粒子概念相一致了,因而说,牛顿热学的质点、质心概念、刚体热学的绝对质心概念、粒子化学学中最基本粒子概念都表示同一种涵义,只不过它们对物质属性的抒发形式不同罢了。jbW物理好资源网(原物理ok网)

就目前化学学来看,光子有质点性、质心性、绝对质心性,另外还有载流子和载流子磁场,将它作为最基本粒子是可以的,除非之后能找到比光子更小的粒子能够改变光子这一最基本性。爱因斯坦在相对论中就规定,光子不变且任何物体运动都不可能超过光速,其初衷也就是想定义出一个绝对的基本粒子概念,只不过他是用绝对速率概念取代罢了,因而他在讨论物体运动时觉得空间是可变的,却从没有涉及光子载流子和变型阐述。jbW物理好资源网(原物理ok网)

化学学中,牛顿微积分思想承认物质有无限可分性,因而,微积分的物质体系内应不存在最基本粒子概念,即牛顿微积分思想不适用于处理最基本粒子问题,如质心热学上将质点的载流子力矩定义为I=mr2,将要质点转动力矩看做是直径为r的纤薄圆环的转动力矩,这是在微积分思想下的无奈之举。牛顿热学是构建在质点概念之上的运动热学,质点概念就是最基本粒子概念,因而说牛顿质点概念和他的微积分思想又是矛盾的。jbW物理好资源网(原物理ok网)

4旋转力矩与质点载流子力矩jbW物理好资源网(原物理ok网)

在刚体力学中,研究物体旋转或平面平行运动时,引入一个转动力矩I概念,I大小随物体形状和旋转轴位置不同而不同,如圆球绕中心轴旋转时I=2mr2/5,绕切线轴旋转时ID=7mr2/5,这是运用牛顿微积分物理得出的结果。jbW物理好资源网(原物理ok网)

对于纤薄圆环和质点载流子,质心热学中则给出这样的定义:如今数学学将质点的载流子力矩定义为IZD=mr2的思想就是将质点质量看做是均匀分布在直径为r的无空间大小的圆环上(图-1)。这些定义是没有摒弃牛顿微jbW物理好资源网(原物理ok网)

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