运动的含义很广泛，而机械运动特指物体位置的变化。物体位置的变化可以分为以下几类：
1. 平动: 物体沿直线或曲线运动，但其方向保持不变。例如，黑板擦在黑板上擦拭，无论上下、左右还是斜向运动，只要方向不变，都属于平动。
2. 转动: 物体绕某个轴旋转。例如，黑板擦绕中心点或边缘点旋转。
3. 复合运动: 平动和转动的组合。例如，摩天轮的轮子在转动，而小房间在平动；地面上滚动的轮子既在平动，也在绕中心点转动。
地面上无滑动滚动的轮子，也可以看作是绕着与地面接触点的转动。
更进一步地，我们来思考一个更复杂的情况：一个轮子在地面上滚动，轮子边缘有一只蚂蚁A，A在空间中画出的轨迹是什么？答案是带尖的曲线，被称为“摆线”。最早测量出摆线下方面积的人是伽利略，他使用了一种巧妙的方法，即用相同厚度的铁片滚动并在铁板上留下轨迹，然后剪下铁片称重，得出面积是圆面积的三倍（3πR²）。
如果在轮子的圆心和边缘之间取一点B，B的轨迹会呈现波浪形。如果在轮子边缘外侧延伸出一根杆，杆上有一点C，C的轨迹会呈现环状。
这些现象的具体原因需要学习圆周运动后才能理解。
二、质点的概念和应用质点是一种理想化的物理模型，它只有质量，没有体积。现实生活中并不存在这样的物体。
质点是物理学中常用的模型，它能够简化对物体运动的研究。
并非所有物体都可以被看作质点。物体能否被看作质点，取决于物体的大小对所研究问题的影响程度。
当物体的大小对研究问题影响不大时，就可以将物体看作质点。
例如，研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对公转半径而言很小，可以将地球看作质点。但研究地球自转时，地球的大小就不能忽略，因此不能将地球看作质点。
类似地，研究运动员跑马拉松时可以将其看作质点，但研究体操运动员的动作时则不能。
一般来说，研究物体的转动时不能将其看作质点。
三、参考系的重要性
参考系是研究物体运动时选作参考的物体或体系。选择不同的参考系，物体的运动状态可能不同。
例如，“坐地日行八万里”中，以地面为参考系，人静止不动；而以地心为参考系，人则随着地球自转运动。
再例如，飞机投弹的例子，以飞机为参考系，炸弹的轨迹是直线；而以地面为参考系，炸弹的轨迹是抛物线。
历史上，由于参考系的不同，曾引发过激烈的争论，例如关于地球和太阳的运动关系。古希腊人以地球为中心，建立了复杂的“本轮”“均轮”系统来解释行星的运动。
哥白尼提出日心说，简化了行星运动的描述。最终，开普勒发现行星绕太阳做椭圆轨道运动，而牛顿定律的适用性也支持了日心说。
爱因斯坦的相对论则进一步指出，所有参考系下的物理规律都相同。
四、坐标系的种类坐标系用于定量描述物体的位置。常见的坐标系有一维、二维和三维坐标系。
1. 一维坐标系: 即数轴，用一个坐标值描述物体的位置。
2. 二维坐标系: 例如平面直角坐标系和极坐标系。平面直角坐标系用x、y两个坐标值描述点的位置；极坐标系用极径和极角描述点的位置。
3. 三维坐标系: 例如空间直角坐标系、柱坐标系和球坐标系。空间直角坐标系用x、y、z三个坐标值描述点的位置；柱坐标系用极径、极角和高度描述点的位置；球坐标系用两个角度和一个长度描述点的位置。
学习物理的初期，我们主要使用一维坐标系。
五、位移的概念与矢量首先我们来学习位移的概念。不同于初中学习的路程，位移是一个矢量。
矢量，也称为向量，是指既有大小又有方向的物理量。生活中常见的矢量包括力、速度、加速度以及我们今天要学习的位移。
需要注意的是，并非所有同时具有大小和方向的量都是矢量。矢量必须满足交换律，即 A + B = B + A，以及平行四边形法则。
例如，转动的角度就不是矢量。以 iPad 为例，先沿 X 轴旋转 90 度，再沿 Y 轴旋转 90 度，与先沿 Y 轴旋转 90 度，再沿 X 轴旋转 90 度，最终结果不同，这说明转动不满足交换律。
此外，矢量也必须满足平行四边形法则。以力为例，以两个力为邻边作平行四边形，其对角线即为合力。
位移可以理解为位置的移动。它指的是物体运动时，从起点到终点的有向线段。
例如，一个物体从 A 点运动到 B 点，无论其运动轨迹如何，其位移始终为从 A 指向 B 的有向线段。
考虑竖直上抛运动，物体从出发点 O 上升到 A 点，然后再到 B 点。A 点和 B 点的位移大小相同，都等于 O 指向 A（或 B）的有向线段的长度。
在竖直上抛运动中，物体的位移先增大后减小，回到原点时位移为零。
另一个例子，一个小朋友在 400 米跑道上跑了一圈，其位移为零，因为起点和终点重合。
在直线运动中，位移的计算方法是用后来的位置坐标减去原来的位置坐标。例如，在一维坐标系中，物体从坐标为 1 的 A 点运动到坐标为 3 的 B 点，其位移为 3 - 1 = 2。
位移的计算方法同样适用于平面坐标系。
六、标量与路程
与矢量对应的是标量，标量只有大小，没有方向。物理学中常见的标量包括质量、温度、时间等。
路程也是一个标量，它没有方向，通常被描述为轨迹的长度。然而，这种描述并不完全准确。
例如，在 400 米跑道上跑两圈，路程为 800 米，但轨迹长度仍然是 400 米。更精确的定义是，路程是在极短时间内速度与时间乘积的绝对值的加和。
路程和位移的大小并不总是相等。只有在单向直线运动中，路程才等于位移的大小。
在其他情况下，例如曲线运动或往返运动，路程大于位移的大小。
七、时间和时刻时刻指的是一个时间点，例如早上七点钟、中午十二点。而时间指的是一段时间间隔，例如一节课 45 分钟、看动画片半个小时。
时间可以通过两个时刻相减得到。例如，从 A 点走到 B 点所用的时间等于到达 B 点的时刻减去到达 A 点的时刻。
为了更好地理解时间和时刻，我们可以用时间轴来表示。例如，在时间轴上，从 0 秒到 1 秒的间隔称为第一秒，从 1 秒到 2 秒的间隔称为第二秒，从 0 秒到 3 秒的间隔称为前三秒。
而 2 秒末指的是第二秒的结束，也是第三秒的开始。
总而言之，位移是描述物体位置变化的矢量，而路程是描述物体运动路径长度的标量。时间和时刻是描述运动过程的两个重要概念，时刻是一个时间点，而时间是一段持续的间隔。
理解这些概念对于学习运动学至关重要。
