第 一 章 力 学 引 论 本章主要阐述了力学的研究内容(即物体的机械运动),以及矢量分析和量纲分析的方法。 习 题 1 -1 什么叫质点?太阳、地球是质点吗?分子、原子是质点吗?试举例说明。 分析:本题说明参考系选择的重要性。对于相同的物体,如果参考系的选择不同,结果将完全不同。选择某一参考系,可以看成质点;选择另一参考系,就不可以看成质点。 答:在某些问题中,物体的形状和大小并不重要,可以忽略,可看成一个只有质量、没有大小和形状的理想的点,这样的物体就称为质点。 关于太阳、地球、分子、原子是否是质点,要视具体研究的问题而定。 例如,如果我们考察银河系或者整个宇宙的运动,那么太阳和地球的大小可以忽略,而且我们没有必要去考察他们的转动,此时它们可以被看作质点。但是,如果我们要研究人造卫星、空间站的话,太阳和地球的大小和形状以及其自转就不能被忽略,那么它们就不能被看作质点。 1 -2 西部民歌:“阿拉木汗住在哪里,吐鲁番西三百六。”从位矢定义分析之。 分析:本题是关于参考系和坐标系选择的问题。遇到一个问题,首先要搞清楚研究对象,然后选择一个合适的参考系,在此参考系中选择一个点作为坐标原点,建立坐标系,然后才可以定量的分析问题。本题中心意思是选择则吐鲁番作为参照点,来定义阿拉木汗所住的位置。 答:选择地面参照系,以吐鲁番作为原点,正东方向为 x 轴正方向,正北方向为y 轴正向,在地面上建立直角坐标系。那么阿拉木汗住址的位矢为: iˆ360r−=v 1 -3 判断下列矢量表达式的正误: 分析:本题考察矢量的运算问题。矢量既有大小,又有方向,所以在进行矢量运算时,既要考虑矢量的大小,又要考虑矢量的方向。 (1 )BABAvvvv+=+ 答:× 矢量按平行四边形法则相加,而不是简单的数量相加 (2 )ABBAvvvv×=× 答:× 矢量相乘按右手定则,上式方程两边的矢量大小相同,方向相反。 (3 )2AAA=⋅vv 答:√ 两个矢量点成是标量,所以上式成立。 (4)0=× AAvv 答:× 方程左边是矢量,而方程右边是标量,因此等号不能成立。如果右边是矢量0(0v ),则等式成立。 1-4 用量纲分析说明下列各式中力学量的量纲,如采用国际单位制,给出各量的单位: 分析:本题是关于量纲与国际单位制的问题。通过本题,使学生熟悉等式中量纲的一致性及不同单位之间的换算。 (1) 221 atv ts+= 解:s : 量纲: L; 单位:m (长度) v : ...