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图 1-30
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P在S系中的运动却不那么简单，它的径矢长度和辐角都随时间线性增加，形成螺线运动．极坐标下有
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轨道方程
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对应阿基米德螺线．速度和加速度各为
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此例表明，与参考系间平动相比，参考系间匀速定轴转动情况下质点运动学量的关系较复杂些．变换内容的详细介绍，参见2.4.4节．
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1.5.3 参考系中质点间的相对运动
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真实世界中的宏观物体都是三维的，它们的相对运动也是三维的．将物体分解成一系列质点性的小部位，或者将物体模型化为质点，质点在任一参考系中的运动仍是三维的．三维运动是指有3个运动自由度，二维的平面曲线运动、一维的直线运动只是其中若干特殊类型．
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假设只有两个质点A，B，如图1-31所示，它们之间的连线方向，即图中x方向是可以唯一确定的，其他方向，如图中的y，z方向都不能唯一确定，A，B间可确定的相对运动只能是一维的．因此，正如前面所述，一个质点不能作为运动参考物，不能建立相应的参考空间和参考系．
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图 1-31
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如果除了质点A，B之外，已经存在某个参考系S，或者说A，B已成为参考系S中的两个质点，那么质点A可依据或者说可参考S系已确立的空间三维方向，来唯一地设定自己的空间三维延展方向．于是B相对A的位置矢量r′便是三维矢量，r′随时间t的变化描述了三维方向的空间运动．如图1-32所示，在S系中这表现为B相对A的位矢r′是通过B在S系中的位矢rB与A在S系中的位矢rA来确定的，其间关系为
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图 1-32
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rB，rA的三维分解是在S系中实现的，r′的三维分解实质上也是借S系实现的．
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既然以S系的三维空间方向为参考基准，质点A可唯一设定自己的三维延展方向，那么A就能建立自己的参考空间A和自己的参考系A．参考空间A中所有位置点相对质点A是静止的，它们都以质点A的速度vA在S系中运动．可见，参考系A与参考系S有1.5.1节所述的平动关联．因此，不妨称参考系A为“相对S系的点A平动参考系”，或按习惯称为“点A参考系”．（例如动力学中将要引入的质心参考系，就是这样的参考系．）质点B在点A参考系中的运动，与在S系中相对A的运动一致．