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对物质世界微观方面的研究也越来越深入．惯于抽象思维的某些量子物理学家提出了超弦理论，认为物质的最小结构单元是活动于十维空间的弦，这意味着真实世界的空间在微观上是十维的而在宏观上表现为三维的．类似的情况如一根麻绳，近看是三维体结构，远看却似一维线结构．
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尽管近代物理学揭示物质世界空间并非经典物理学家认为的那么简单，但在人类日常生活涉及的那部分宏观物体活动区域内，据广义相对论导得的空间弯曲性则弱到可以忽略的程度．狭义相对论指出的空间量度与运动间的关联，也仅在相对运动速度可以与真空光速相比较时才有显著的效应，宏观物体相对运动速度远小于真空光速，这一效应也可略去．超弦理论一则尚欠成熟，再则如果讨论的是宏观物体，那么也不必涉及如此深入细化的微观十维空间结构．
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本课程主要内容中限定的研究对象是宏观物体，因此除狭义相对论一章外，将只在经典力学绝对空间中展开．
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1.1.2 时间
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时间观念起源于由物体运动形成的事物演化中状态出现的先后顺序性．世间某些事物的状态具有稳定的再现性，人们便自然地将相邻再现的状态之间顺序间隔定为1个时间单位，实现了时间的量化．用日、月、年来计量时间，在人类历史上就是这样形成的．此后，人们又注意到某些结构稳定的宏观物体系统，不仅其运动状态具有再现性，而且相邻再现状态之间的时间间隔相同．据此，设计制作了钟表，相应地有了新的计时单位，称为秒．地球绕太阳沿椭圆轨道运行，日照周期时长时短，取其平均值称作平均太阳日．国际上规定太阳日的1/86400为1个平均太阳秒，简称1秒，用字符s表示．近代实验观察到原子能级跃迁发出的光波频率格外稳定，在1967年的一次国际计量大会上，决定改取铯133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间为1s．
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与绝对空间观平行，经典物理学家建立了绝对时间观．绝对时间观首先认为时间的存在是绝对的，这种存在是独立于物体和物体运动形成的事物演化之外的．反之，物体却必须在时间的流逝中实现其运动并形成物体的演化．再者，时间的量度也是绝对的，不同运动状态的测量者所带的秒表，只要力学结构相同，秒针运动指示的1个时间间隔对应绝对时间中的1秒，测量者用这些秒表计量时间便完全相同．牛顿在《自然哲学的数学原理》中对绝对时间观也作过概括性的阐述：“绝对的、纯粹的数学的时间，就其本性来说，均匀地流逝而与任何外在的情况无关．”
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经典力学中的绝对时间观和绝对空间观，联合构成绝对时空观．在绝对时空观中，时间与空间又相互独立，即各自的存在是独立的，各自的度量也是独立的．
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在狭义相对论中，时间也不能脱离观察者单独存在，时间的度量也会随测量者而异．例如，A，B两个观察者之间若有相对运动，那么A会认为B携带的时钟要比A自己携带的时钟“走”得慢，反之，B则认为A携带的时钟要比B自己携带的时钟“走”得慢．相对运动速度越快，这样的效应就越显著．广义相对论进一步认为物质的存在也会影响时间的度量．如果把时空看成一个四维连续区域，由于其中物质的存在，整个四维连续区域会发生弯曲，这意味着不仅空间是弯曲的，而且时间也是“弯曲”的．据宇宙大爆炸理论，时间的以往不是无限的，而是开端于宇宙创生状态，大爆炸至今大约经历了100～200亿年，这就是我们宇宙的“简史”．
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在经典力学范畴内，不考虑相对论时间度量效应，讨论的内容仍以绝对时间为基础展开．
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1.1.3 参考系
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力学首先描述物体的运动，进而研究物体运动的原因，前者构成运动学内容，后者构成动力学内容．
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一般真实物体，在没有模型化处理之前，运动应包括它的各个点部位位置随时间的变化．在全空空间中一个实物的某个点部位的位置是无从标定的，一个物体的某个点部位只有相对另一个物体（在特殊情况下，这另一个物体也可以是原物体的某个部分），它的位置才有确切的意义，这另一个物体便称为参考物．无论参考物的大小如何，均可将其沿左右、前后、上下3对方向无限沿展，构成三维平直空间，这一空间称为参考空间．参考物与其对应的参考空间之间必须处处相对静止，因此参考物在理论上不可有形变，应是刚性的或者模型化为刚性的．刚性参考物可大可小，但不能小到一个点，或者说不能模型化为点状物．因为由一个点P延展而成的三维空间可有无穷多个，这些三维空间各自均可相对点P静止，彼此间却可绕着点P有相对转动．其他物体中的每一个点部位相对于点P，除了远近的变化，运动的其他内容均无法确定．总之，点状物因为没有体结构，不能作为其他物体运动的参考物，也就不存在它所对应的参考空间．任一参考空间中对其他物体运动的描述都需要有时间的度量，经典力学认定各参考空间可有相同的时间度量．每一参考物的参考空间与时间的组合，构成该参考物对应的参考系．在参考系的参考空间中任选一点作为原点，可建立直角坐标系、柱坐标系、球坐标系等各种坐标系．坐标系属于参考空间所有，坐标框架是由该参考空间各点组成的．参考系中一个物体的任意一个点部位均可用相对坐标原点的位置矢量r来表述．r简称位矢，在直角坐标系有x，y，z三个分量．参考系中时间是用诸如钟表之类的计时装置度量的，度量值常记作t．
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r随t的变化，构成运动的基本内容．r是相对于参考物建立起来的，运动也是相对于参考物而言的，同一物体相对于不同的参考物可有不同的运动内容．物体B若相对于参考物A是运动的，那么反之，以B为参考物，物体A相对于B也是运动着的，这就是运动的相对性．前人对运动相对性的认识曾经历了曲折的过程，日心说和地心说之争与其息息相关，布鲁诺为此献出了生命，已成世人皆知的一段悲壮史实．
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在某参考系中，如果物体各部位运动情况相同，便可用其中任意一个点部位的运动来代表性地描述，这也可等效为将物体模型化为一个点，称为质点．例如木块沿斜面平动滑下，虽将木块画成长方体，处理时却将其视为质点．一般情况下，物体各部位运动不尽相同．如果所讨论的范围远大于物体线度，各部位运动差异可以忽略，整个物体可处理成一个点状物，即为质点．例如以太阳为参考物考察地球的运动时，可以略去地球各部位的运动差异，将地球视为一个质点．各部位运动差异不能忽略的物体可分割成一系列足够小的部位，每个小部位可处理成点状小物体，又是质点．这方面实例不胜枚举，从略为简．
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综上所述，运动学中讨论的基本对象是质点．对于质点，运动学中只阐述它的位置随时间的变化关系，本质上是点运动学，它既适用于有质的点，也适用于无质的点（例如投影点）．考虑到力学整体的研究对象是有质的物体，故仍称之为质点运动学．
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力学（物理类） [:1700973443]
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力学（物理类） 1.2 直线运动
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1.2.1 位移 速度 加速度
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质点相对于某参考系在一条直线上运动时，为了方便，在这一参考系中可将x（或y或z）坐标轴设置在此直线上，质点运动过程中的位置x随时间t的变化关系可表述成
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这可称为直线运动的运动方程．
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t时刻质点位于x（t）处，经∆t时间，质点位于x（t＋∆t）处，从x（t）引一矢量到x（t＋∆t）称为位移矢量，简称位移，如图1-1所示．这一位移可用带正负号的量
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