力学的三个细分方向
- 静力学：研究力的平衡条件。
- 运动学：研究运动规律，不涉及运动原因。
- 动力学：研究物体运动与受力的关系。
质点定义
质点：具有一定质量，没有体积的点。
质点是一个理想模型。
当物体的大小和运动距离相比来说很小（体积、形状不影响运动）时可以近似看作质点。例如人造卫星、子弹。
参考物
参考物：为了确定物体位置所参考的物体或物体系。
运动的相对性：物体运动的形式随着参考物的不同而不同。
描述物体运动的时候，必须先指明参考物是什么。
一旦确定参考物和坐标系，我们就可以用 坐标 来描述位置关系。
参考系的定义
建立参考物上的坐标系的目的是，定量地描述物体的位置。常用笛卡尔直角坐标系。
参考系：一个固定在参考物上的坐标系 $+$ 一套同步的钟。
参考系不等同于坐标系！参考系有时间的描述。
描述质点运动，等价于描述一个点的位置随时间的变化。在参考系上表现为，质点到达各处时，都有一个钟给出该时刻。
地面参考系随地球自转，地心参考系不随地球自转。
坐标系的分类
- 仿射坐标系 $\boldsymbol{(x,y,z)}$：三维空间中由原点和三个不共面的基向量 $(\boldsymbol{e_1}, \boldsymbol{e_2}, \boldsymbol{e_3})$ 构成的坐标系。
- 笛卡尔坐标系：刻度相同（基向量都是单位向量）
- 笛卡尔斜角坐标系：刻度相同，轴不垂直
- 笛卡尔直角坐标系：刻度相同，轴垂直
- 二维极坐标系 $\boldsymbol{(r,\theta)}$
- 柱坐标系 $\boldsymbol{(r, \theta, z)}$
- 球坐标系 $\boldsymbol{(r, \theta, \phi)}$
单位制
SI：全称 Système International d’Unités，国际单位制。
长度：米 $(m)$。
SI 规定：$1m$ 是光在真空 $\frac{1}{299792458}s$ 经过的距离。
时间：秒 $(s)$
SI 规定：$1s$ 是铯的一种同位素 $^{133}Cs$ 原子发出的一个特征频率的光波周期的 $9192631770$ 倍（铯原子钟）。
倍数单位：
中文名称 英文名称 缩写 数量级 太 Tera T $10^{12}$ 吉 Giga G $10^9$ 兆 Mega M $10^6$ 千 Kilo K $10^3$ 百 Hecto H $10^2$ 十 Deca d $10^1$ 一 Unit / $10^0$ 分 Deci d $10^{-1}$ 厘 Centi c $10^{-2}$ 毫 Milli m $10^{-3}$ 微 Micro µ $10^{-6}$ 纳 Nano n $10^{-9}$ 皮 Pico p $10^{-12}$ 飞 Femto f $10^{-15}$ 阿 Atto a $10^{-18}$