质点运动学
质点位置的确定
质点：一个有质量的几何点，忽略其大小、形状及内部结构的影响，在空间只占据一个点的位置。它是对实际研究对象的简化，理想模型。
这里质点位置的确定指的是质点位置随着时间变化的规律。(质点何时在何处)
- 参照系
用来描述物体运动而选作参考的物体或物体系。运动学中参照系可任选。
坐标系(固定在参照系上，是参照系上的一个数学抽象)，包含
- 直角坐标系(x,y,z)
- 球坐标系(r,θ,φ)
- 柱坐标系(ρ,φ,z)
- 自然坐标系(s)
- 确定质点位置的常用方法
1、坐标法(如直角坐标)
上图中P点的位置就为(x,y,z)
2、位矢法
P点的位置由位置矢量
描述
上图中选择坐标原点O为参考点，由O点向P点做一个有向线段得到，由矢量描述P点在何处。
以上两种方法的关联为
这里的
、
、
为x、y、z轴的单位矢量。
位矢的大小
这里我们改变O点的位置也是可以的。
3、自然法
上图中，蓝色曲线为P点的运行轨迹，我们在该轨迹上任取一点O作为自然坐标的原点，我们视P点运行的方向为正方向(如上图中的橙色箭头方向)，则P点相对O点沿正方向的轨迹曲线长度s作为自然坐标的坐标值，这里s是可正可负的，为标量。当P点位于O点的左下方的时候，则s为负值。
- 运动学方程
从数学上确定质点在空间的位置随时间的变化关系。
1、坐标法(直角坐标系)
这里每个轴的坐标值表示为时间t的函数。消去t即得轨迹方程。
2、位矢法
3、自然法
s=f(t)
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