🔬 故事：伽利略的船舱
1632 年，伽利略在《两大世界体系的对话》里描写了一个闭舱乘客：船匀速航行时，蝴蝶照样飞、水滴竖直下落、你跳起来不会撞到船尾——在封闭的匀速系统里，无法通过任何力学实验判断自己是否在运动。这就是"相对性原理"的源头，后来启发了爱因斯坦的狭义相对论。
第 一 章 · 必修第一册
运动的描述
物理学从运动开始。要描述运动，先要回答三个问题：谁在动（质点）、跟谁比（参考系）、怎么量（位移、速度、加速度）。伽利略说：自然这本大书是用数学语言写成的——本章就是它的第一个字母。
1.1 质点 参考系
概念把复杂的世界简化成一个点
质点：忽略物体的大小和形状，用一个有质量的点代替它。能否看作质点取决于研究的问题——地球绕太阳公转时可以看作质点，研究地球自转时就不行。
参考系：描述运动时被选作标准的另外物体。运动是相对的：选不同参考系，同一物体的运动描述不同（坐在行驶火车里的你，相对车厢静止，相对地面飞驰）。默认常选地面。
参考系：描述运动时被选作标准的另外物体。运动是相对的：选不同参考系，同一物体的运动描述不同（坐在行驶火车里的你，相对车厢静止，相对地面飞驰）。默认常选地面。
1.2 位移与路程
概念矢量与标量的第一次相遇
位移 x：从初位置指向末位置的有向线段——只看首尾，不管路线。是矢量（有大小有方向）。
路程：轨迹的实际长度。是标量（只有大小）。
绕操场跑一圈 400 m：路程 400 m，位移 0（回到原点）。单向直线运动中二者才相等。
路程：轨迹的实际长度。是标量（只有大小）。
绕操场跑一圈 400 m：路程 400 m，位移 0（回到原点）。单向直线运动中二者才相等。
1.3 速度
概念位移变化的快慢
平均速度：v̄ = Δx / Δt（位移比时间，矢量）。
瞬时速度：Δt → 0 时平均速度的极限——汽车速度表读的就是它。
速率：瞬时速度的大小（标量）。汽车"80 km/h"指速率。
匀速直线运动中 v-t 图象是水平直线，x-t 图象是倾斜直线（斜率 = 速度）。
瞬时速度：Δt → 0 时平均速度的极限——汽车速度表读的就是它。
速率：瞬时速度的大小（标量）。汽车"80 km/h"指速率。
匀速直线运动中 v-t 图象是水平直线，x-t 图象是倾斜直线（斜率 = 速度）。
1.4 加速度
概念速度变化的快慢
加速度：a = Δv / Δt = (v − v₀) / t——描述速度变化快慢的物理量，单位 m/s²，矢量。
加速度大 ≠ 速度大！火箭发射 a≈几十 m/s² 而速度从 0 开始；高速巡航的飞机速度巨大但 a≈0。
a 与 v 同向 → 加速；反向 → 减速。v-t 图象的斜率就是加速度。
加速度大 ≠ 速度大！火箭发射 a≈几十 m/s² 而速度从 0 开始；高速巡航的飞机速度巨大但 a≈0。
a 与 v 同向 → 加速；反向 → 减速。v-t 图象的斜率就是加速度。
🔬 故事：谁先明白加速度？
两千年里人们相信亚里士多德"维持运动需要力"。伽利略用斜面实验发现：铜球滚下斜面加速、滚上减速、在光滑水平面上将永远匀速——力改变的是速度而非维持速度。这个"加速度"的观念，是牛顿力学的敲门砖。
两千年里人们相信亚里士多德"维持运动需要力"。伽利略用斜面实验发现：铜球滚下斜面加速、滚上减速、在光滑水平面上将永远匀速——力改变的是速度而非维持速度。这个"加速度"的观念，是牛顿力学的敲门砖。