1.1 運動

1.1.1 運動的分類

物體的運動形態有很多，分子熱運動、飛機航行、河水流動、大氣擴散以及地球轉動都是不同的運動形態。運動從廣義上分為機械運動、物理運動、化學運動、生物運動和社會運動等，其中機械運動是一種相對簡單的運動，社會運動則是一種非常復雜的運動。

（1）機械運動 指物體位置發生改變的運動，機械運動的物質載體是物體，如齒輪轉動、葉片振動、彈簧壓縮、電動機旋轉等。

（2）物理運動 指分子、電子或其他基本粒子的運動，物理運動的物質載體是基本粒子，如電流中的電子運動、半導體中的載流子運動等。

（3）化學運動 指元素的化合與分解運動，化學運動的物質載體是原子，如硫化物的合成與分解、金屬的氧化等。

（4）生物運動 指生命的新陳代謝運動，生物運動的物質載體是蛋白質和核酸，如植物的光合作用、動物骨骼的生長。

（5）社會運動 指人類社會形態的變化，社會運動的載體是人，如人們生產方式的轉變、人們生活習俗的演變等。

1.1.2 機械運動

一個物體相對于另一個物體位置的變化稱為機械運動。按照運動軌跡的不同，機械運動分為直線運動和曲線運動。

1.直線運動

物體運動路徑或軌跡是直線的運動，稱為直線運動。與直線運動相關的物理量見表1-1。

（1）力 力是物體與物體之間的相互作用。根據力的性質不同，分為重力、萬有引力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等；根據力的作用效果不同，分為拉力、張力、壓力、支持力、動力、阻力、向心力、回復力等。

（2）沖量 力與其作用時間的乘積等于沖量，物體所受合外力的沖量等于其動量的增量。

（3）質量 質量是物體所具有的一種物理屬性，分為慣性質量和引力質量，二者成正比例關系。慣性質量（慣量）用來量度物體的慣性，它總是阻礙物體運動狀態變化，物體慣性質量越大，其運動狀態越難改變。

（4）位移 位移是起始位置與終點位置之間的有向線段，表示物體位置變化的大小及方向。

（5）速度 速度是單位時間內位移的變化量，表示物體位置變化的快慢。

（6）加速度 加速度是單位時間內速度的變化量，表示物體速度變化的劇烈程度。

（7）動量 物體質量與速度的乘積等于動量（運動量），表明物體在其運動方向上保持運動狀態的趨勢，物體所受合外力沖量等于物體動量的變化值。

（8）動能 物體由于運動而具有的能量稱為動能，合外力對物體所做的功等于物體動能的變化值。

2.轉動

物體的每一質點都繞過自身的軸做軌跡為圓周的運動，稱作轉動。與轉動相關的物理量見表1-2。

（1）力矩 力與力的作用線到轉動軸垂直距離的乘積等于力矩。使物體轉動的力矩稱為轉動力矩，簡稱轉矩。

（2）角沖量 力矩與力矩作用時間的乘積等于角沖量，也稱作沖量矩。

（3）轉動慣量 轉動慣量是剛體繞轉動軸轉動時慣性的量值。它描述剛體保持旋轉運動的慣性，類似于直線運動中的慣性質量。

（4）角度 角度是兩條相交直線中的任何一條與另一條相疊合時，需要轉動的量。物體轉動的角度稱為角位移。

（5）角速度 角速度是描述物體轉動快慢的物理量，它等于物體在單位時間內轉過的角度。

（6）角加速度 角加速度是描述物體角速度變化快慢的物理量，它等于角速度變化量與發生這一變化所用時間的比值。

（7）角動量 角動量描述的是剛體繞轉動軸轉動的劇烈程度，也稱作動量矩。