科学完整地理解质点
2012-07-19曾湘咏
物理教师 2012年4期
曾湘咏
(株洲市教育科学研究院,湖南 株洲 412000)
1 问题的提出

图1 平动的木板
案例1.一块长度为l的木板放在水平面上,其右端位于地面上的A点.用力推动木板,使其从图1所示位置水平向右移动.下列哪种情况可以将木板视为质点?
(1)测量木板通过A点的时间;
(2)测量木板移动等于自身长度的距离所用的时间.
由于木板的长度不能忽略,故(1)中不能将木板视为质点;由于木板上每一点的运动情况相同,故(2)中可以将木板视为质点.
事实上,(1)、(2)是完全等价的两种描述,且木板空间位置的变动没有任何差异,测量的时间也是一样的.然而,一个可视为质点,另一个却不能视为质点,真是匪夷所思.
案例2.在案例1中,设木板质量为m,水平推力为F,水平面光滑.求
(1)木板通过A点的时间;
(2)木板移动等于自身长度的距离所用的时间.
(1)、(2)都是利用质点的牛顿动力学和质点的运动学规律算出相同的时间.如果问题(1)中不能将木板视为质点,那为什么还能用有关质点的运动规律计算时间?
2 为什么要引入质点
物理学从力学开端,物理学的一些基本概念与方法最初也是从力学提出的.著名物理教育家和科学史家霍尔顿说:“无论从逻辑上讲还是历史上讲,力学都是物理学的基础,也是物理学及其他科学研究的典范.”力学研究的对象是机械运动,即物体位置随时间的变动.运动学研究如何确定物体的空间位置,如何描述物体的运动状态以及运动的内在规律.
实际物体的形……
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