师：大家好，今天我们一起来学习运动学中两个最基本的概念：质点和参考系。首先，请大家看一段视频。

　　（播放视频）

　　师：在视频中，我们看到雄鹰自由翱翔。回顾身边，各种各样的运动随处可见，比如运动员进行冰壶活动、鸟儿飞翔。把目光放远，我们所处的地球在不停地自转和公转；关注自身，身体里的血液也在不断流动。所以，我们生活在一个运动的世界中。

　　2000多年前，亚里士多德曾说：“不了解运动，就不了解自然。”在上述例子中，我们发现运动的物体，其空间位置会随时间发生变化。我们把这样的运动称为机械运动，它是自然界中最简单、最基本的运动。机械运动常见的形式有三种：平动、转动和振动。下面我来给大家演示一下。

　　（拿起一本书演示）

　　师：像这样移动这本书，这种运动就叫做平动。平动的特点是物体上每一个点的运动情况完全一样。接下来是转动。

　　（演示转动）

　　师：这就是转动。第三种是振动。

　　（演示振动）

　　师：像这样围绕一个中心点上下晃动，就是振动。这就是常见的三种机械运动形式。大千世界，运动纷繁复杂，我们如何准确描述物体的运动呢？就拿熟悉的自行车运动来说，自行车向前走时，车身向前平移，车轮却在转动；雄鹰飞翔时，身体向前移动，翅膀上下振动；足球运动时，足球向前运动的同时还在转动。由此可见，准确描述物体的运动并不容易。

　　那么，困难和麻烦究竟在哪里呢？因为任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般也不一样。我们能否大胆设想，忽略物体的大小和形状，只把物体看作一个有质量的点呢？如果可以，物体运动的描述不就简单多了吗？下面我们通过几个实例来探究这个设想是否可行。

　　先看自行车的运动。如果研究自行车传动装置如何工作，我们要关注自行车的前轮、后轮以及脚踏板之间的相互关联，这时就不能忽略它的大小和形状。如果研究自行车通过红绿灯柱的时间，给大家演示一下，这是一个柱子，这本书代表自行车，自行车通过红绿灯柱的时间，就是车头接近红绿灯，一直到车尾离开红绿灯所经过的时间。显然，在这个例子中，我们必须考虑车身长度，不能忽略自行车的大小和形状。但如果研究拉力赛中自行车运动的时间，这里有两个数据供大家参考，一般26寸自行车长约1.7米，而拉力赛距离大约是100公里，自行车长度远小于拉力赛距离。在研究运动时间这个问题时，我们完全可以忽略自行车的大小和形状，把它看作一个有质量的点。

　　这是自行车的例子，下面看鸟的运动。如果想研究鸟如何飞行，就要研究翅膀的振动、尾巴的晃动，所以在这个问题中，不能忽略鸟的大小和形状。但如果研究鸟远距离迁徙的运动时间，远距离迁徙的距离和鸟本身大小相比，鸟本身的大小微不足道。所以在这个问题中，我们可以大胆忽略鸟的大小和形状，只看它的总体效果，把它当作一个有质量的点。

　　接着看足球的运动。如果研究足球从操场一端滚到另一端的时间，因为操场长度远大于足球自身长度，我们只关心足球整体移动的效果，所以可以大胆忽略足球的大小和形状，把它看作一个有质量的点。如果研究如何发香蕉球，先介绍一下，运动员踢足球不同部位会使球产生不同运动，足球运动中的香蕉球是球在空中旋转，整体运动轨迹类似香蕉型弧线的一种运动。在研究如何发香蕉球时，我们一定要考虑脚踢在足球的哪个部位，所以在这个问题中，不能忽略足球的大小和形状。

　　刚才看的都是生活中的实例，那像地球这么大的物体，还能否把它看作一个有质量的点，忽略它的大小和形状呢？我们知道地球既在自转，又在围绕太阳公转。当研究地球绕太阳公转规律时，我们能忽略地球的大小和形状吗？来看两个重要参数，地球直径大约是$1.3×10^4$千米，日地距离大约是$1.5×10^8$千米。由此可见，在日地距离当中，地球本身半径很小。虽然地球自转会使地球上不同点到太阳的距离不断变化，但这种变化非常微小，可以大胆忽略。所以在研究地球绕太阳公转规律时，可以忽略地球的大小和形状，把地球看作一个有质量的点。

　　但如果研究地球自转规律，我们知道由于地球自转，才有白天和黑夜。在研究地球自转规律时，就不能忽略地球的大小和形状，如果忽略，就不存在白天和黑夜的区别了。

　　再把眼光放到微小物体上，是不是微小物体就一定能忽略形状和大小呢？比如夏天讨厌的蚊子。如果研究蚊子如何吸血，就要关注蚊子的嘴巴、脚是如何配合工作的，在这个问题中，不能把蚊子看作一个有质量的点，要关心它的大小和形状。又如研究蚊子飞行时为何发出嗡嗡声，同样不能忽略蚊子的大小和形状，要关注蚊子翅膀的振动快慢。但如果研究蚊子飞行的快慢，相对蚊子飞行的距离而言，蚊子本身大小微不足道，在这个问题中，就可以忽略蚊子的大小和形状，把蚊子当作一个有质量的点来研究。

　　通过以上实例分析，我们知道在某些情况下，确实可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点我们叫做质点。质点具有以下特点：第一，它没有大小和形状；第二，它具有物体全部的质量；第三，质点是一种理想化的模型。从上面实例可以看出，一个物体能否被看成质点，由所研究的问题决定。同一个物体，由于研究问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。能否看成质点与物体自身的体积大小、质量多少和运动速度大小无关。在质点这个概念中，体现了一种重要的科学思想，质点是一种科学抽象，是对客观复杂事物近似、理性的反映，是一种理想化的模型。在得出质点概念的过程中，还用到了一种科学方法，即抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，把复杂问题化繁为简，通过巧建模型使研究更简单明了。

　　在研究运动前，通常要先判断物体是否运动。下面看一个漫画，漫画中皇帝坐在马车上往前走，接驾的官员跪在地上，官员觉得皇帝走得好快，而皇帝却觉得自己就坐着没动。为什么两人观点不一样呢？同学们平时安静地坐在教室里学习，从同桌眼里看，你是静止的，但毛泽东有一句诗“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”，他认为我们坐在地球上，地球在不停地自转和公转，所以即使坐在教室里也是在不停地运动。为什么同一个运动，会得出不同结论呢？因为自然界中一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体不存在，就此意义而言，运动是绝对的，静止是相对的。