质点、参考系和坐标系

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为了便于对物体的平移运动进行定量研究，我们可以首先忽略物体的大小和形状，把它们抽象为一个点，这个点就成为只有质量而没有体积的几何点，称为质点。当然，这样的点在现实生活中是没有的，而且，任何物体的运动也并不只有平移运动。比如，一个运动员沿着跑道恶跑，他的动作是很复杂的，手脚快节秦交替摆动，躯干和身体的其他部分也在剧烈运动。但他的运动成绩的好坏，却又取决于他的身体重心沿跑道运动速度的大小。地球在绕太阳运行时，并不是平移运动，而是一面自转一面沿公转轨道运动，像一个斜立着陀螺，每昼夜自转1周，大约每 36525 天公转1周。由于地球自身大小相对于太阳系的大小来说是微不足道的。我们在研究地球与太阳的相对运动时就可以把地球看成一个质点。 类似地，在铁轨上运动的火车，高速飞行的子弹、炮弹，都可以看做质点。
物体的运动都是相对的，如果没有一定的参照物，我们有时根本无法对运动的物体进行观察测量。原则上说，描述一个物体的运动，参考系可以任意选择。同一个运动状态，对不同参考系而言，描述的结果是不同的.如果从匀速运动中的飞机上空投一个物体，从飞机上的观察者看来，空投物几平是坚直下落的:但在地面上的人看来，空投物是沿抛物线下落的。在实际研究物体的运动中，我们总是选择最有利于观察和描述的参考系来描述物体运动。 如我们描述地球表面物体的运动，通常假定地球是静止不动的，这就是地球参考系。把参考系用几何形象描述出来，就是坐标系。描述直线运动，用带有箭头的直线(一维坐标系)就可以了。描述平面或立体空间运动就必须用二维或三维坐标系。运动状态更为复杂的物质运动，可以用高于三维的 n 维坐标系描述、