1.1.1　质点质点系

物体的大小、形状、质量千差万别,运动方式各不相同。一般说来,物体在运动时各部分的位置变化是不同的,运动情况非常复杂。例如,地球除绕自身的轴线自转外,还绕太阳公转;从枪口射出的子弹在空中向前飞行的同时,还绕自身的轴转动。这些事实都说明,物体的运动情况十分复杂。因此,需要确定描述物体运动的方法,对复杂的物体运动进行合理的简化、抽象,提炼出物理模型,以便突出运动的主要矛盾,进行理论提升和进一步研究,使其具有广泛的意义。

如果研究某一物体的运动时,可以忽略其大小、形状和转动,就可把该物体当作一个有一定质量的点,这样的点通常叫作质点。

质点是经过科学抽象而形成的物理模型。这种方法突出主要因素,忽略次要因素,选取适当的模型代替实际物体,使问题得以简化,不仅对于物理学,对于其他科学,也是一种极为重要的研究方法。

把物体当作质点是有条件的、相对的,而不是无条件的、绝对的,因此对具体情况要作具体分析。一个物体能否当作质点并不取决于它的实际大小,而是取决于研究问题的性质。例如,研究地球绕太阳公转时,由于地球到太阳的平均距离约为地球半径的104倍,故地球上各点相对于太阳的运动可以看作是相同的,所以可以把地球当作质点。但是,在研究地球上物体的运动情况时,就不能再把地球当作质点处理了。

当我们进一步研究物体更复杂的运动时,可以把整个物体看成由无数个质点组成的,通过分析这些质点的运动,便可弄清整个物体的运动。所以,研究质点的运动是研究物体的更为复杂运动的基础。实际物体通过无限小分割(微分),总可以使每个微元无限小而可以当作质点,整个物体就可以看作由无限多个质点组成。因此,任何物体都能看作质点的集合,即质点系。讨论质点的运动规律,也就成了讨论任何复杂事物运动规律的基础。从质点到质点系,这也是大学物理的一个特点。质点组力学和刚体力学就是这样去处理问题的。