题目

“质点”概念体现出的研究物理问题的方法是什么?

提问时间：2021-04-01

答案

如果物体本身的大小和形状对研究它的运动没有影响或影响很小,我们就可以用一个有质量的点来代替整个物体,这个用来代替整个物体的与物体具有相同质量的点,叫做质点.研究问题时用质点代替物体,可不考虑物体上各点之间运动状态的差别.它是力学中经过科学抽象得到的概念,是一个理想模型.可看成质点的物体往往并不很小,因此不能把它和微观粒子如电子等混同起来.若研究的问题不涉及转动或物体的大小跟问题中所涉及到的距离相比较很微小时,即可将这个实际的物体抽象为质点.例如,在研究地球公转时,地球半径比日、地间的距离小得多,就可把地球看作质点,但研究地球自转时就不能把它当成质点.又如物体在平动时,内部各处的运动情况都相同,就可把它看成质点.所以物体是否被视为质点,完全决定于所研究问题的性质.
质点是将物体简化后得到的只有质量而不计大小、形状的一个几何点,是经典力学中常用的最基本的模型.作平动（见机械运动）的物体,不论其大小、形状如何,体内任一点的位移,速度和加速度都相同,可以用其质心这个点的运动来概括,即可视为质点的运动.在地球绕太阳的公转中,球中任一点对太阳的位移、速度和加速度都略有差别,但地球半径远小于地球太阳间的距离,上述差别也远小于地心的位移[1]、速度和加速度,可以忽略不计,仍可视公转为质点运动.在物体的转动例如地球的自转中,球内各点的位移、速度和加速度的方向及大小差别悬殊,完全不能忽略,就不能视为质点.但可把物体无限分割为极小的质元,每个质元都可视为质点,物体的转动就成为无限个质点的运动的总和,即质点系的运动.另一方面,从物体所受引力的角度来看,如果物体的尺寸远较它和产生引力场的另一物体间的距离为小时,可以忽略其形状、尺寸,视为质点；相近时,就须视为质点系.所以世界上一切物体的机械运动均可视为质点或质点系的运动,而质点运动学和质点系动力学也就成了经典力学的基础.
若一质点的质量为M1,位于轴上的点P1处,P1的坐标为X1；一质点的质量为M2,位于轴上的点P2处,P 2的坐标为X2,则这两个质点所形成的质点系重心P的坐标X=（M1X1+M2X2）/（M1+M2） 　　如果你仅仅是要描述一个物体运动的特点（对外界运动,其自身的状态如何改变都不会影响运动）就可以当作质点.
这样比喻：　　如果有一辆火车要从厦门开往北京的话 　　那在地图上就可以当做质点（因为就算那个火车是圆的或者是方的对你所要描述的都没有影响） 　　而当你要描述这辆火车完全经过100米时的运动时你就不能把他当成一个质点..因为它有车身的长度,而这个长度会改变它的运动特点（例如要把车尾也算在内）这样他就不能当作是质点了.
什么情况下可把物体看作质点?
在两种情况下,可以把物体看作质点：　　一是物体运动时,物体上所有点的运动都相同,可以把它看作一个质点.　　二是在研究两个物体相对运动时,如果两者间的距离远比物体本身的大小大很多,可将物体看作质点.
1.质点是一个理想化的模型﹐它是实际物体在一定条件下的科学抽象.
2.质点不一定是很小的物体﹐只要物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关因素或次要因素﹐即物体的形状和大小在所研究的问题中影响很小时﹐物体就能被看作质点.它注重的是在研究运动和受力时物体对系统的影响,忽略一些复杂但无关的因素.
3.在理论力学中,一个物体常常抽象为它的重心,尤其在静力学和运动学中.