解决运动学问题,应选择合适的参照系
巧选参考系求解运动学问题
巧选参考系求解运动学问题作者：杨志宇来源：《中学生理科应试》2014年第11期学生在解决运动学问题时，受思维定势的影响，习惯性的选择了地面为参照系，思路大受限制.解答物理问题时若能巧妙地选取参考系，则可使解题过程大为简化，不但能够快速解题，也达到了训练思维的目的.下面例举几例，以求抛砖引玉.一、巧选参考系化繁琐为简洁有些运动学物理问题，情景复杂，学生处理时难度较大，如果巧妙的选择参考系，则可以将问题由繁琐的命题情景转化为明了的情景，从而使问题简洁明了.例1某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一小木块掉在河水里，但一直航行至上游某处时此人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1小时追上小木块时，发现小木块距离桥有5400米远，若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等.试求河水的流速为多大？解析选水为参考系，小木块是静止的；相对水，船以恒定不变的速度运动，到船“追上”小木块，船往返运动的时间相等，各为1 小时；小桥相对水向上游运动，到船“追上”小木块，小桥向上游运动了位移5400 m，时间为2小时.易得水的速度为0.75 m/s.二、巧选参考系化曲线为直线曲线运动是运动学中的难点问题，其实在有些物理问题的处理上，选择恰当的参考系，往往可以使一些曲线运动转化为直线运动.图1例2如图1所示，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截.设拦截系统与飞机的水平距离为s，若拦截成功，不计空气阻力，则v1、v2的关系应满足（）.A.v1=v2B.v1=Hsv2C.v1=HSv2D.v1=sHv2解析若以地面为参考系，飞机所发射的炮弹为曲线运动，对于曲线运动的相遇问题，学生陌生，易错.若以做自由落体运动的为参考系，飞机所发炮弹所做运动为向右匀速直线运动，速度为v1拦截系统所发炮弹做竖直向上的匀速运动，速度为v2.显而易见，D正确.三、巧选参考系化高维为低维例3在空中某点以相同的速率v同时分别竖直向上、向下，水平向左，水平向右抛出四个小球，不计空气的阻力，在小球落地前，以四个小球所在的位置为顶点构成的图形是（）.A.任意四边形B.长方形C.菱形D.正方形解析本题四个小球的运动是三维的，学生分析起来，毫无头绪，混乱猜题，造成错解.其实若选四个小球的质心O为参考系，质心O在竖直方向做自由落体运动，则每个小球都做匀速运动，运动的速度都为v.这样小球的运动由三维转化为二维，从而使问题得以简化.相同时间内每个小球的位移相同，且水平小球连线与竖直小球连线是垂直的，且是相等的，所以可知构成的图形是正方形.四、巧选参考系化多体为单体一些运动学问题，常常是几个物体一起运动，这样使情景复杂，学生一般会因考虑不周造成错解，如果巧妙选择参考系，往往可以使多体运动转化为单体运动.例4A、B两点相距L，甲、乙两物体分别同时从A、B两点开始以速率v做匀速直线运动，甲物体沿A、B连线自A向B运动，乙物体沿与A、B连线的夹角为θ的方向运动，如图2所示.求甲乙两物体经过多长时间相距最近？最近距离是多少？。
运动学问题的处理方法
运动学问题的处理方法怎样合理地选用运动学规律解题呢？首先要根据题意找准研究对象，明确已知和未知条件，复杂的题可画出运动过程图，并在图中标明此位置和物理量。
再根据公式特点选用适当的公式或推论解题。
如果题目涉及不同的运动过程，则重点要寻找各段运动的速度、位移、时间等方面的关系。
在解决这类问题时如果巧用图像法、巧选参考系等方法会使问题变得简单易解，这需要同学们在今后的实践中逐步体会。
一、 巧用图像解决运动学问题运用s-t 和v-t 图像时，要理解图像的正确含义，看清坐标轴的物理意义。
在具体解决有些问题时，如果能够根据题意画出图像，解题就方便了。
例1一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空，宇宙探测器升到某一高度，发动机关闭，其速度随时间变化如图1所示，⑴升空后8秒，24秒，32秒时的探测器运动速度分别是多少？ ⑵探测器所能达到的最大高度是多少？⑶该行星表面的重力加速度是多少，上升加速过程中的加速度是多少？解析：⑴由图像可知升空后，8s,24s,32s 的速度分别是64m/s,0,-32m/s⑵探测器达到的高度，可以从0—24秒内图线与坐标轴围成的面积表示，m s 76822464=⨯=⑶探测器上升加速过程的加速度21/8864s m a ==关闭发动机后仅探测器仅在重力作用下运动，其加速度即为该星球的重力加速度， 则由图像可知222/4/24640s m s m t v a -=-=∆∆=负号表示其方向与运动方向相反。
例2 一个质点沿直线运动，第1s 内以加速度a 运动，位移s 1=10m ，第2s 内以加速度-a 运动，第3s 、第4s 又重复上述的运动情况，以后如此不断地运动下去，当经历T = 100s 时，这个质点的位移是多少？解析：画出质点运动的v –t 图像，如图2所示，由于每1s 内的加速度相等，即每1s 内v-t 图线的斜率相等，因此，图像呈-32O 816 24 3232 64 v/(m.s -2)s/t图1 图2 Vtv 0 O周期性变化，根据图线下方与t 轴的面积等于位移的关系可得m s s 10001001==点评：在解本题时不能设初速度为零。
怎样选择参照系坐标系
第二章 怎样解题§1怎样选择参照系、坐标系本章就力学、热学、电学、振动与波、光学中各定律、定理的应用、以及一些重要物理量的计算等，分节阐述。
§1怎样选择参照系、坐标系物体的运动是绝对的，但是就运动的描述来说，则又是相对的，即同一物体的运动相对于不同参照系具有不同的描述。
既然，运动只能相对于参照系统来确定，因此，要解决任何一个问题，应该有一个强烈的观念：必须首先搞清楚所描述的物体运动是相对于什么参照系而言的。
可是有的同学认为参考系的选择是无关大局的，许多习题不管它以什么为参考系不也同样也能出来吗？其实，一旦遇到复杂问题，就会出现一道习题的几个公式中的同一物理量，选不同的参考系，而导致解题过程乱七八糟。
在技巧问题面前，就会由于不会选坐标系而使问题大大复杂化。
因此，这实为一个不容忽视的问题。
［例1］在水平面上有一质量为M 的楔形劈，其上有一质量为m 的木块。
假设楔的倾角为α，所有接触面都是无摩擦的。
开始时木块离地面的高度为h （图2－1－1）。
试求木块刚与台面接触时劈的速度。
有的同学是这样解的：设木块与台面接触瞬间的速度为v ，这时劈沿台面滑动的速度为u 。
由于水平方向没有外力用在木块和劈上，故可应用动量守恒定律，同时因为木块的重力势能在其下滑过程中完全转变为木块和劈的动能，于是有：()()22cos 0(1)11(2)22m v u Mu mv M m u mgh α--=⎧⎪⎨++=⎪⎩ 由式（1）得()cos m M uv m α+=代入式（2）得：u=这题的正确答案是：u =两者相比，只差一个符号。
从演算过程看，好象并没有什么错误，究竟错在哪里？ 问题就在解题过程中，参考系的选择是不清楚的。
从()cos v u α-看，v 显然是相对于楔劈的，但从()212M m u +看，它又似乎是相对于台面的，可是这样处理又多了一项212mu ，这里有两个错误：①劈在木块下滑过程中是作加速运动的，它不是惯性参考系。
高中物理天体运动问题的解题策略
高中物理天体运动问题的解题策略
高中物理中，天体运动问题是一个非常重要的问题，需要一定的解题策略。
以下是几个解题策略：
1. 明确问题要求：在解题之前，首先要明确问题要求，知道要求解什么。
例如，是求两星体之间的距离，还是求它们的速度等等。
2. 确定参考系：在天体运动问题中，确定参考系是非常重要的。
通常情况下，我们会选择一个惯性参考系作为参考系，这可以简化问题的分析。
3. 确定坐标轴：确定坐标轴是解题的关键之一。
通常情况下，我们会选择一个星体为原点，建立一个笛卡尔坐标系。
这样我们可以很方便地描述两星体之间的相对位置和运动方向。
4. 应用牛顿运动定律：在解题过程中，我们需要应用牛顿运动定律来分析天体运动。
牛顿第二定律可以帮助我们计算天体所受的合力和加速度。
5. 应用牛顿引力定律：天体之间的运动是由引力相互作用而产生的。
因此，我们还需要应用牛顿引力定律，计算两个星体之间的引力大小和方向。
6. 考虑角动量守恒：在某些情况下，我们还需要考虑角动量守恒。
这可以帮助我们计算星体的轨道和轨道速度。
以上是高中物理天体运动问题的解题策略，希望可以对您有所帮助。
- 1 -。
高中物理论文：物理解题中的参照系选用技巧
物理解题中的参照系选用技巧在物理学中，许多概念、定律和公式，都是相对一定的参照系而言的。
参照系的选取，不仅决定问题的解决是否正确，而且还决定问题的解决是否简捷。
运动学具有相对性，位移、速度和加速度随参照系不同而不同；运动学公式不仅适用于惯性参照系，也适用于非惯性参照系。
这时，参照系的选取就显得格外重要：适当地选取参照系，可以使运动变为静止，可以使复杂运动变成简单运动，可以使解题的思路和步骤变得极为简捷，甚至一眼就看出答案来。
而牛顿第一、第二运动定律和其他动力学公式，只适用于惯性参照系，在实际问题中常常遇到许多非惯性系，因此，牛顿定律不能直接运用，但是只要我们引入“惯性力”这一概念，则在非惯性系中仍可利用。
在狭义相对论中所有的惯性参照系都是等价的，可对应动力学。
在广义相对论惯性系等于非惯性系，可对应于运动学。
1 运动学研究物体机械运动的首要任务就是选择参照系。
一般情况下，我们常选地面作参照系，但在有些场合选择其他的参照系会给我们带来很大的方便。
变换参照系的目的无非是使我们研究的运动在新的参照系中变得比较简单。
1.1相对运动例1 有两艘船在大海中航行，A 船航向正东，船速每小时15km ，B 船航向正北，船速每小时20km 。
A 船正午通过某一灯塔，B 船下午2时也通过同一灯塔，问什么时候A 、B 两船相距最近？最近距离是多少？分析：这个问题可以选海面作参照系，用求极值的方法得到结果，但如果变换一个参照系可以较方便地得到结果。
我们可以选A 船作参照系，根据相对运动原理海海海海A B A B BA v v v v v-=+=做出矢量三角形，如图1所示，可知BA v的大小为221520+km/h=25km/h ,方向为北偏西037，所谓以A 为参照系，就是认为A 不动的。
我们从正午开始考虑，A 船不动，B 船以BA v航行,那么显然是B 船驶到C 点时两船相距最近，问题迎刃而解。
图11.2抛体运动例2 在空间某一点O ，向三维空间的各个方向以大小相同的速度v 射出很多个小球，问：（1）这些小球在空间下落时是否会相撞？（2）t 秒后这些小球，离得最远的两个小球之间的距离是多少？分析：这个问题看似十分复杂，因为有很多个小球，所以不知怎么考虑。
巧选参考系给高中物理解题带来的方便
巧选参考系给运动学解题带来的方便高一物理组：易中第一个物体相对于不同参考系，其运动性质一般不同，通过变换参考系，可以将物体运动描述简化，容易研究。
例1：如图所示，A 、B 两棒长均为 L =1m ，A 悬于高处，B 竖于地面。
A 的下端和 B 的上端相距 S=10m 。
若 A 、B 同时运动，A 做自由落体运动， B 以初速度v 0=20m/s 做竖直上抛运动，在运动过程中两棒都保持竖直。
取g=10m/s 2求：（1）两棒何时开始相遇？（2）两棒檫肩而过（不相碰）的时间。
解：方法一 以A 为参考系由于A 、B 两棒均只受重力作用，则它们之间由于重力引起的速度改变相同，它们之间只有初速度导致的相对运动，故选A 棒为参考系，则B 棒相对A 棒作速度为v 0的匀速运动。
∴ （1） A 、B 两棒从启动至相遇需时间10100.520S t s v === （2） 当A 、B 两棒相遇后，交错而过需时间20220.120L t s v === 方法二 以地为参考系由于A 、B 两棒均只受重力作用，则A 做自由落体运动，B 做竖直上抛运动。
（1）A 、B 的位移分别为X A =2112gt ① X B =V 0t -2112gt ② 而：X A + X B =S ③由①②③式得2112gt + V 0t -2112gt =S ④ t 1=0S V =0.5s ⑤（2）又可以选择两种方法： 第一种方法：研究过程：从相遇开始到相遇结束。
1 1 2 A 3对A ：初速度：V A =gt 1 ①位移： X A ’=V A t 2-2212gt ② 对B ：初速度：V B =V 0-gt 1 ③位移： X B ’=V B t 2-2212gt ④ 而 X A ’+ X B ’=2L ⑤解①②③④⑤得：t 2= 02L V =0.1s 第二种方法：研究过程：从启动到相遇结束。
对A 、B ：位移 X A ’’= 2312gt ① X B ’’=V B t 3-2312gt ② 而 X A ’’+ X B ’’=S+2L ③解①②③得：t 3=02S L V ④再与第一问的第⑤式联立求解得： t 2= 02L V =0.1s 比较方法一和方法二知，以A 为参考系可使运动描述简化为匀速运动，给解题带来了方便。
浅谈解决匀变速直线运动的方法之——巧选参考系
浅谈解决匀变速直线运动的方法之——巧选参考系作者：朱红琴来源：《新一代》2013年第12期摘要：参考系是物理学的基本概念之一，离开了参考系我们就无法研究、描写物体或物质运动的规律。
只有在选定参考系之后，才能确定物体做怎样的运动；也只有选择同一个参考系，比较两个以上物体的运动情况才有意义。
在不同的参考系中描述同一物体的运动，其繁简、难易程度往往不同。
解答物理问题时若能巧妙地选取参考系，则可使解题过程大为简化。
关键词：匀变速直线运动；参考系中图分类号：G633 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2013）-12-0242-01在运动学问题中，合理巧妙地选取参考系，可以使复杂的问题简单化。
选取不同的参考系，对运动的描述不同，但求解结果是相同的。
在选取参考系时，应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则，一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定。
若没有特殊说明，一般以地球为参考系。
下面谈谈如何巧选参考系快捷解题。
【典例1】一列长为l的队伍，行进速度为v1，通讯员从队伍尾以速度v2赶到排头，又立即以速度v2返回队尾。
求这段时间里队伍前进的距离。
[常规解法]选取地面作为参考系，设通讯员从队尾跑到排头需时间t1，从排头返回队尾需时间t2，则通讯员从队尾赶到排头有：v2t1-v1t2=l通讯员从排头返回队尾有：v1t2+v2t1=l联立可求得整个运动过程中的总时间t=■+■则队伍在这段时间相对地面前进的距离x为x=v1t=v1（■+■）=■。
[巧思妙解]以队伍为参考系，则通讯员从队尾赶到排头这一过程中，相对速度为（v2-v1）；通讯员再从队头返回队尾的这一过程中相对速度为（v1+v2），则整个运动时间t=■+■则队伍在这段时间相对地面前进的距离x为x=v1t=v1（■+■）=■。
【典例2】一船夫划船逆流而上，驾船沿河道逆水航行，经过一桥时，不慎将心爱的酒葫芦落入水中，被水冲走，但一直划行至上游某处时才发现，便立即返航经过1小时追上葫芦时，发现葫芦离桥5400m远，若此船向上游和向下游航行时相对静水的速率是相等的，试求河水的速度。
巧选参考系解决运动学问题
愀 例 4如 图 2所
’
示，一辆邮车以速度u沿平一k—d
—
+U
直公路匀速行驶，在与此 P‘ ～ 一 、 、 ． i
公路相 隔一定距 离0 处有 一个邮递员，当他和邮车
b
图2
的连线DP与公路的夹角为
பைடு நூலகம்
0[ 时，他开始沿直线匀速奔跑，已知他奔跑的
最大速度为t }，试问：
( 1) 他应向什么方向跑才能尽快与邮车
— — ，、，、， ，、J!：。．，。，。，、，、，、，、，、，、，、，、。【。、。，．，。，。，。，，、，／、，、—， —。，。—．。．1。题，。，中、，、悟，、，道、，、。、解，、，题。、之。，道J—。．_。—．。，—、～
巧选参考系解决运动学问题
施剑峰
在高中物理运动学问题中，一般选取地 面或相对于地面静止的物体为参考系，但有 时这样处理涉及的物理量较多，过程繁冗． 如能灵活地选取参考系，从相对运动的角度 来解答，会大大简化问题的处理．本文通过 一些典型的实例，谈谈运动学问题中参考系 灵活选取的重要性．
’’ k”台
。兰钮哮
o---a-帼=a+arcsin( si詈、口n仅1／．
也 小结 运 动学 问 题中 灵活 地 选取
参考系有利于拓宽解题的思路，也有利于训 练提高思维能力．有些看似复杂的运动学问 题，往往能在参考系的灵活选取中找到解题 的捷径，达到出奇制胜的效果．
小球向飞 机的后下方做口=、 ／不孑的匀加速 直线运动．
所以这些小球着地前在飞机下方排成一 条倾斜的直线．由于飞机在连续相等的时间 间隔内位移之差As=a1( AT) 2，所以小球落地 点的间隔不相等，As =al (AT)2．
．孽二、扶梯问题
参考系选取方法
从运动学角度看，参考系可以任意选取。
对一个具体的运动学问题，一般从方便出发选取参考系以简化物体运动的研究。
古代研究天体的运动时，很自然以地球为参考系。
托勒密的“地心说”用本轮、均轮解释行星的运动。
哥白尼用“日心说”解释行的运动时，也要用本轮和均轮。
从运动学角度看，“地心说”和“地心说”都可以同样好地描述行星的运动。
但从研究行星运动的动力学原因的角度看，“日心说”开通了走向真理的道路。
开普勒在“地心说”的基础上，把行星的圆周运动改变为椭圆运动从而扔掉了本轮、均轮的说法，开普勒并在观测的基础上建立了行星运动三定律，作出了重要的贡献。
牛顿进一步揭露了开普勒三定律的奥秘，建立了万有引力定律、概括出“万有引力”概念。
应该注意，从运动学看所有的参考系都是平权的，选用参考系时只考虑分析解决问题是否简便。
从动力学看参考系区分为惯性参考系和非惯性参考系两类，牛顿定律等动力学规律只对惯性参考系成立，对不同的非惯性参考系要应用牛顿定律需引入相应的惯性力修正。
质点的机械运动表现为质点的位置随时间变化。
质点的位置是相对于一定的参考系说的，参考系是指选来作为研究物体运动依据的一个三维的、不变形的物体（刚体）或一组物体为参考体，在参考体上选取不共面的三条相交线作为标架，再加上与参考体固连的时钟。
即参考系包括参考体、标架和时钟，习惯上把参考体简称为参考系。
为了定量地描述物体的运动，在参考系上还要建立坐标系，直角坐标和极坐标是最常用的两种坐标形式。
牛顿把作匀速直线运动的参考系叫做惯性参考系。
1905年，爱因斯坦在他的论文中提出，所有的惯性参考系都是等价的，也就是说，一切物理定律在惯性参考系中都同样适用，具有相同的形式。
爱因斯坦的观点是正确的，因为人们不能在任何一个惯性参考系内部(也就是说，不参照这个参考系外部的物体)用任何物理定律去发现这个参考系与静止的参考系有什么差别。
正是在这种认识的基础上，爱因斯坦建立了狭义相对论。
1概念：参考系分为惯性系和非惯性系与惯性系相对匀速或静止的参考系也是惯性系相对惯性系有加速度的参照系是非惯性系最理想的惯性系是太阳，由于地球相对太阳的向心加速度很小可以忽略不记所以一般把地球近似看做惯性系2应用：解决动力学问题时若为匀速运动或静止则取一惯性系进行加利略速度方程分析若物体有加速度则选取非惯性系时要加上惯性力解决相对问题如果速度极大则要根据光速不变原理取系1、理论上，任何物体都能做为参考系。
圆周运动 参考系-概述说明以及解释
圆周运动参考系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在圆周运动中，物体围绕固定轴或点以特定的路径进行运动。
圆周运动是物体运动的一种普遍形式，广泛应用于日常生活、自然界和科学研究中。
圆周运动的基本特点是物体在运动过程中不断改变方向，但保持距离固定。
在圆周运动中，物体会沿着一个圆形轨道或弧线进行运动，同时遵循特定的速度和加速度规律。
圆周运动可以以直观、美学和实用的方式展示出来，例如地球围绕太阳的公转、行星围绕恒星的运动，或者钟表上指针的转动等。
在物理学中，圆周运动可以通过数学方法进行描述。
通过引入角度的概念，我们可以用角度来表示物体在圆周运动中所处的位置。
同时，线速度和角速度的概念也被引入，用于描述物体在圆周运动中的速度和旋转快慢。
而参考系则是指观察和描述物体运动时所选择的参考框架。
在圆周运动中，选择不同的参考系会对我们对运动的观察和描述产生影响。
不同的参考系可能导致不同的运动轨迹、速度和加速度的测量结果。
因此，对于准确理解和描述圆周运动，必须明确所选择的参考系。
本文旨在探讨圆周运动及其数学描述，并重点研究参考系对圆周运动的影响。
通过分析不同参考系下的运动特点和描述方法，旨在揭示圆周运动中的规律和规则，并深入探讨参考系对圆周运动的影响以及其在科学研究和实际应用中的重要性。
总之，圆周运动是一种常见且重要的物体运动形式，它在日常生活和科学研究中都具有重要的应用价值。
通过研究圆周运动的定义、基本概念、数学描述以及参考系对其影响的现象，我们可以更好地理解和应用圆周运动的规律，并为未来的研究提供新的思路和方向。
1.2文章结构文章结构（Article Structure）是指文章的整体组织和布局，它决定了文章的逻辑序列和篇章框架，使读者能够清晰地理解和吸收文章中的内容。
本文的文章结构主要分为引言、正文、参考系对圆周运动的影响、结论四个部分。
引言（Introduction）部分主要是对文章的研究对象进行概述，并说明文章的目的和意义。
解决运动学问题,应选择合适的参照系
解决运动学问题，应选择合适的参照系在研究物理运动时，我们需要从数学和物理角度去分析问题。
数学角度可以采用数学公式和计算方法，物理角度则需要通过分析物理量之间的关系和物理规律来解决问题。
其中，选择合适的参照系对于解决运动学问题非常关键。
什么是参照系？在物理学中，参照系是指观察和研究运动的参考标准。
人们在讨论运动时，都是相对于某个特定的参照系来讨论的。
例如，当我们说某个物体移动了10米，实际上是相对于某个特定的参照系，比如地球表面的某个点，或者是相对于固定的地标等等。
为什么需要选择合适的参照系？选择合适的参照系是非常重要的，因为不同的参照系可能会影响我们对于运动的理解和描述。
如果参照系选择不当，则有可能会出现一些违背物理规律的情况。
例如，在地面上观察一辆汽车匀速前进，由于地球自转的影响，地面实际上是在自转，因此在地面上观察汽车的运动轨迹并不是直线。
怎样选择合适的参照系？在选择参照系时，首先要考虑物体所受到的力以及运动的方向等因素。
如果物体受到一个恒定的力，那么相对于这个力的参照系通常是比较合适的。
例如，在考虑地球上自由落体运动时，相对于重力场的参照系是最为简便的。
另外，如果物体的运动是相对于其他物体或者系统的，则相对于这个物体或者系统的参照系会更为合适。
例如，在考虑两个球体之间的相互作用时，相对于其中一个球体的参照系可能会更为合适。
还有一种情况，即参照系的选择与问题本身有关。
例如，在处理多个物体的相对运动时，我们通常可以选择其中一个物体作为参照系进行研究；而在处理整个系统的运动时，我们则需要考虑整个系统的质心作为参照系。
总之，选择合适的参照系是解决运动学问题的重要前提之一。
不同的运动问题需要选择不同的参照系，这需要我们根据具体情况进行分析和选择。
只有选择合适的参照系，才能更好地理解和描述物体的运动规律，从而解决物理运动学问题。
如何解物理运动学问题
如何解物理运动学问题一、参照物和质点为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体，叫做参照物。
在研究物体的运动时，不考虑物体的大小和形状，而把物体看作一个有质量的点，这个用来代替物体的有质量的点就叫做质点。
1、选择参照物的必要性一个物体相对于别的物体的位置的改变，叫做机械运动，简称运动。
机械运动是最普遍的自然现象，宇宙中的一切物体，都在不停的运动着。
因此，我们在研究物体的运动时，就必须假定某个物体是不动的，参照这个物体来确定其它物体的运动。
2、怎样选择参照物同一个运动，由于选择的参照物不同，观察的结果常常是不同的。
例如，坐在运动着的火车里的乘客，若选车厢做参照物，则乘客相对于车厢是静止的；若选铁路旁边的树为参照物，则乘客是和火车一起运动的。
参照物的选取往往是为了研究问题的方便。
在研究的地面上的物体运动时，常取地球为参照物；在研究太阳系中行星的运动时，太阳就是最恰当的参照物，即假定太阳是静止不动的。
3、质点是一种科学的抽象物理学对实际问题的简化，叫做科学抽象。
科学抽象不是随心所欲的，必须从实际问题出发。
例如我们研究地球公转时，由于地球的直径（约1.3×10^4千米）比地球和太阳之间的距离（1.5×10^8千米）要小的多，这时我们可以把地球的大小和形状忽略不计，即把地球当做质点。
可是在研究地球的自转时，地球的大小和形状不能忽略，不能把地球当作质点。
一般来讲，在研究地球上的物体运动时，除非设计到物体的转动，都可以把物体看作质点。
【例题】在下列运动中，可以当作质点的有（）。
A、做花样溜冰的运动员B、远洋航行中的巨轮C、转动着的砂轮D、从斜面上滑下来的木块【解答】质点是力学中的一个科学抽象概念，是一个理想化的模型。
在研究某些问题时，如果物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小，可以忽略不计，就可以把物体当作质点。
做花样溜冰的运动员，有着不可忽略的旋转等动作，身体各部分的运动情况不全相同，故不能当作质点。
关于大学物理中三类参照系选取的教学实践
关于大学物理中三类参照系选取的教学实践随着科学技术的不断进步，物理学在大学课程中日益受到重视。
从学理上讲，物理学是一门基本科学，它与现象和实践密切相关。
在实际教学中，大学物理老师一般要求学生根据一定物理学原理来求解实际问题，以检验他们理论知识的应用能力。
因此，如何选择适当的参照系及其求解技巧是教学实践中最重要的技巧之一。
在大学物理教学中，参照系的选取起着极其重要的作用。
参照系是物理中获得实际结果的重要工具，是理论研究的重要依据。
结合物理实际，可以将参照系分为三类：绝对参照系，活动参照系和归一参照系。
首先，绝对参照系是指使用静态地球坐标系来求解物理实际问题的参照系。
绝对参照系它将所有物理实际都在同一个等坐标系下完成，所以它比较好把握实际物理现象的求解。
例如，在研究风的流动方向时，一般都使用绝对参照系来描述风的流动方向，这样可以直接测定出风的具体方向。
其次是活动参照系，活动参照系是指将物理实际现象抽象化为假设系统，以相对于参照系的状态来对物理现象进行描述的参照系。
这种参照系通常用于物理实际现象中某部分现象的研究。
例如，在研究一个系统中转动惯性方面的问题时，可以假设系统与参照系是固定的，而其他物体在该系统运动，这样可以将研究的复杂性降低，以利于求解。
最后，是归一参照系，归一参照系是一种工程应用参照系，这种参照系将物理实际问题中的物体简化成简化模型，然后使用该模型来求解实际问题。
相比于其他参照系，归一参照系更加灵活，不仅可以用于物理实际求解，还可以用于抽象的物理实际求解。
例如，在研究弹性力学方面的问题时，可以假设物体的形状为直线，这样就可以轻松地求解物体的弹性动力学问题。
总的来说，选择合适的参照系是教学中一项重要的技能。
根据物理实际，大学物理教学中所使用的参照系可分为绝对参照系、活动参照系和归一参照系三类，在求解过程中要根据实际情况正确选取。
只有正确选取参照系，才能对实际问题进行正确的求解，得到准确的实际结果。
合理选择参考系,事半功倍解难题
合理选择参考系,事半功倍解难题徐建【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】2页(P77-78)【作者】徐建【作者单位】江苏省泰兴市第一高级中学【正文语种】中文选择一个好的参照系是解决运动学问题的关键,一般情况下,往往会选择静止不动的物体作为参考系,地面和相对于地面静止的物体往往是作为参考系的首选．但是对于有些问题,选用地面或者相对于地面静止的物体作为参照系会使问题变得复杂,有时甚至无法解决,这时我们就需要转化思路,合理选择参考系，有效突破物理难题．在运动学相关问题中,人一般是运动的,不会将人作为参考系,但是对于某些特殊的问题,就需要敢于打破思维定势,跳出思维的壁垒,将运动中的人作为参考系,做到以人为“镜”．通过假设人是静止不动的,以地面作为问题的研究对象,往往能够将复杂的问题简单化,达到化繁为简的效果．例1 小东在湖边向东跑步,当跑步速度为2 m·s-1时,他感觉风从正南方向吹来,当他的跑步速度达到3 m·s-1时,他感觉风从东南方向吹来.根据以上条件你是否能求出风对地面的速度?若能,请求出这一速度;若不能,请说明理由,并提出解决此问题还需要的条件．分析人的跑步速度为2 m·s-1并且方向向东,此时若以人为参考系,那么地面对人的速度为2 m·s-1，并且方向向西．小东感到风从正南方向吹来,也就是说风相对人的速度方向为正北方向．风相对人的速度是地对于人和风对于地的合速度．各个速度的关系即为图1中的平行四边形ABCD所示,当人的跑步速度达到3 m·s-1时,同理可以得到平行四边形ABC′D′．由已知条件,∠C′CA=∠CAD=90°,∠CAC′=45°,所以△ACC′为等腰直角三角形,有方向由南偏西α角的方向吹来,tan α=2/1=2．本题有一定难度,关键在于参考系的选择,若不能选择好参考系,此题将难以解决．而本文解析中将人作为参考系,而不是通常所用的地面,通过对速度的合成,运用平行四边形定则,经过数学分析,顺利解决了问题．通过此题可以看出,对于一些比较复杂的问题,更体现了合理选择参考系的重要性,选好参考系往往能够化繁为简，突破难题．一些学生在选参考系时,有时选择多个不同的参考系,这恰恰犯了物理解题的大忌,如果选择不同的参考系,根据分析所得出的等式就不具可比性,就会导致计算结果发生错误．所以一旦选定了参考系,所有的等式都要以此参考系确定,要做到从一而终．例2 一个质量为m0的斜面放在光滑的水平面上,一个质量为m的木块放置在斜面上,已知斜面的倾角为α,并且木块与斜面的接触面是光滑的．木块刚放置到斜面上时距离水平面的高度为h．请求出木块滑离斜面时斜面的速度.分析本题解题时可能出现的错误主要是参考系选择不当,在此可以先看一下典型的错误解法,以作前车之鉴．错解设木块离开斜面瞬间相对于斜面的速度为v1,而斜面沿着水平方向的速度为v2,在水平方向上没有其他外力作用,满足动量守恒定律的条件,在此过程中木块的重力势能全部转化为木块和斜面的动能,所以也满足动能定理，那么可以得到通过以上两式可以解得这种解法第2个等式中的速度v1是木块相对斜面的速度，是以斜面为参考系,而等式中的速度v2又是以水平面为参考系,两式联立得到的结果自然是错误的．正解设木块离开斜面瞬间相对于斜面的速度为v1,而斜面沿着水平方向的速度为v2,由题意知在水平方向上满足能量守恒和动量守恒定律,所以可在水平方向上应用这2个定律,得到以及综合两式,可以得到本题的解题关键在于选好参考系,错解题中使用了不同的参考系,从而导致结果错误，还浪费时间,可谓赔了夫人又折兵．对于运动的物体,一般可以作为质点考虑,但是对于一些体积比较庞大的物体,比如火车之类的物体,再将其当作质点考虑就会导致物理情景模糊,使得问题难以解决．此时不妨采用动静转换的方法,以运动的物体作为参考系,往往会使得难以解决的问题变得柳暗花明．例3 高铁从静止到最大速度是一个匀加速过程,现在通过测量发现高铁的车头和车尾通过某个路标的速度分别为10 m·s-1和20 m·s-1,请求出高铁列车的中点通过路标时的速度．分析一般来说,由于我们的思维定势,会选择静止的路标作为参考系,将列车作为研究对象,殊不知由于列车的长度相当可观,在此并不能当作质点,若将列车看作是质点,会使得问题变得难以解决,无从下手．此时不妨采用逆向思维,将列车作为参考系,以路标为研究对象,通过动静转化,假设是路标在运动,那么问题就会变得柳暗花明．假设列车静止不动,列车的长度为L,那么路标以加速度a做匀加速运动,通过车头的速度为v1,通过车尾的速度v2,根据运动学公式可以得到联立以上两式,得到中点的速度本题的解法打破了思维定势,采用逆向思维,将运动的物体和静止的物体进行转换,让原本无法解决的问题变得柳暗花明,将本题中的路标作为质点考虑,不会导致物理情景模糊,可以说本题的解法非常具有创造性．综上所述,选择一个好的参考系对解题大有裨益,可以让解题的过程变得十分顺畅．选择参考系不能局限于物理学默认的参考系,以免束缚学生的思维,好的参考系的标准是以是否对物体运动的描述容易、方便为准绳,老师应当以此为标准,锻炼学生的发散性思维,让学生能够事半功倍地解决难题．。
选运动参照系简捷解题
选运动参照系简捷解题
王明瑾
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】2001(000)001
【摘要】@@ 运动学中讨论两个运动物体相对位置的题目,如追赶、相遇等,已知的初速、加速度是相对地面给出的,要求学生解题也选地面作参照系.运动学中参照系的选择可以是任意的,也可选A、B两个运动物体中的一个作参照系,如选A.选地面参照系,要研究两个运动,即每一个物体相对地面的运动,由它们相对地面的位置,进而讨论它们的相对位置.选A运动参照系,只要研究一个运动,即B相对A的运动,并能直接讨论它们的相对位置.因此,选运动参照系使解题简明、快捷.
【总页数】2页(P13-14)
【作者】王明瑾
【作者单位】昭阳中学,江苏,兴化,225700
【正文语种】中文
【中图分类】O4
【相关文献】
1.应用简捷解题方法提高高中物理力学解题效率 [J], 罗晨彧;
2.巧选参照系解运动学习题 [J], 曾勤华
3.巧选参照系解题示例 [J], 李治中
4.立足基础追求简捷优化解题——关于优化高考解题的十种策略 [J], 邹明;尹桂勋
5.速度的参照系该选哪一个?——关于洛仑兹力[非汉字符号]=q×中的参照系选择讨论 [J], 刘力
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
参考系的选取原则
参考系的选取原则
参考系的选择是任意的，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则，研究地面上物体的运动常选择地面为参考系。
一般题目未注明，参照系就是地面。
参考系，又称参照物，指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系。
根据牛顿力学定律在参考系中是否成立这一点，可把参考系分为惯性系和非惯性系两类。
参考系的四个性质：
1.标准性：用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。
2.任意性：参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和运动的描述尽可能简单为原则。
3.统一性：比较不同的运动时，应该选择同一参考系。
4.差异性：同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同。
例如，坐在行驶的车中的乘客，以地面为参考系，乘客是运动的，但如果以车为参考系，则乘客是静止的。
参照系变换
参照系变换邓敛冰前言如果说力学是中学物理的根基，牛顿三定律是力学的基石，那么正交分解法、参照系变换则是运用牛顿三定律解决具体力学问题的两大支柱，是中学力学的两大基本分析方法，是力学的两条“腿”。
离开前者，走不动，离开后者，跑不远！只要具备一定物理基础知识和逻辑思维能力，经过几个课时全面系统的训练，要掌握这两大基本方法，难度并不大。
本文力求从基础知识、具体方法步骤两个方面，对参照系变换做一个相对系统的阐述，希望能起到一个抛砖引玉的作用。
一、基础知识（一）相关概念、定义及其说明。
1、参照系：在研究物体运动的过程中，我们通常要选择一个系统（或者说物体）作为标准（认为该系统或物体是静止不动的），这个系统就叫参照系（或参照物）。
运动是相对的。
一个物体是运动还是静止，物体的位移、速度、加速度的大小、运动的轨迹等均取决于参照系的选取。
参照系的选取是任意的。
选择任何系统作为参照系，从理论上讲都是允许的。
但在中学物理中，参照系的选取要坚持三条原则：一是惯性原则。
二是统一原则。
就是说各物理量必须是相对同一参照系而言的，否则得不出正确的结论。
三是有利原则。
就是说参照系的选取要使运动的研究变得简单、清晰、明了，有利于问题的解决。
参照系变换的目的也正在于此。
不做特别说明时，我们一般默认地面为参照系。
在参照系变换中，对系统问题进行研究时，往往选择系统质心作为参照系，这就是所谓的质心系。
质心系是参照系变换的重点和难点。
选取质心作为参照系，不但能大大简化计算，也往往能使相对复杂的力学问题变得简洁、清晰、明了，使整个物理过程了然于胸。
长期运用，不仅能加深对相关力学规律本质的认知，而且能使各力学知识点融会贯通，为高起点解决力学问题提供崭新的思路。
它是沟通对力学现象感性认识与理性认识的桥梁，从根本方法上提高了把握和解决复杂力学问题的能力。
深入掌握这一方法、思想，对深入学习、了解力学，提高力学整体思维能力具有里程碑式的意义！2、惯性参照系：通俗讲，一切相对于太阳系静止或做匀速直线运动的物体都可作为惯性参照系。
§1 怎样选择参照系、坐标系
第二章 怎样解题§1怎样选择参照系、坐标系本章就力学、热学、电学、振动与波、光学中各定律、定理的应用、以及一些重要物理量的计算等，分节阐述。
§1怎样选择参照系、坐标系物体的运动是绝对的，但是就运动的描述来说，则又是相对的，即同一物体的运动相对于不同参照系具有不同的描述。
既然，运动只能相对于参照系统来确定，因此，要解决任何一个问题，应该有一个强烈的观念：必须首先搞清楚所描述的物体运动是相对于什么参照系而言的。
可是有的同学认为参考系的选择是无关大局的，许多习题不管它以什么为参考系不也同样也能出来吗？其实，一旦遇到复杂问题，就会出现一道习题的几个公式中的同一物理量，选不同的参考系，而导致解题过程乱七八糟。
在技巧问题面前，就会由于不会选坐标系而使问题大大复杂化。
因此，这实为一个不容忽视的问题。
［例1］在水平面上有一质量为M 的楔形劈，其上有一质量为m 的木块。
假设楔的倾角为α，所有接触面都是无摩擦的。
开始时木块离地面的高度为h （图2－1－1）。
试求木块刚与台面接触时劈的速度。
有的同学是这样解的：设木块与台面接触瞬间的速度为v ，这时劈沿台面滑动的速度为u 。
由于水平方向没有外力用在木块和劈上，故可应用动量守恒定律，同时因为木块的重力势能在其下滑过程中完全转变为木块和劈的动能，于是有：()()22cos 0(1)11(2)22m v u Mu mv M m u mgh α--=⎧⎪⎨++=⎪⎩ 由式（1）得()cos m M u v m α+= 代入式（2）得：u=这题的正确答案是：u =两者相比，只差一个符号。
从演算过程看，好象并没有什么错误，究竟错在哪里？ 问题就在解题过程中，参考系的选择是不清楚的。
从()cos v u α-看，v 显然是相对于楔劈的，但从()212M m u +看，它又似乎是相对于台面的，可是这样处理又多了一项212mu ，这里有两个错误：①劈在木块下滑过程中是作加速运动的，它不是惯性参考系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解决运动学问题，应选择合适的参照系作者：王伟民辛存良
来源：《物理教学探讨》2016年第04期
摘要：分别列举一个运动学问题和一个动力学问题，并通过选择不同参照系解决相关问题方法难易程度的对比，说明在解决动力学和运动学问题时，应根据不同情况，选择合适的参照系。
关键词：参照系；运动；速度；坐标；物理模型
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）4-0052-2
机械运动中，参照系可以任意选择。
但参照系选择的不同，对运动的描述也不尽相同，于是就有了解决问题方法的难易之分。
在求解运动学或动力学问题时，如果参照系选择得不合适，往往会误入歧途，给问题的解决带来很大的麻烦。
反之，如果参照系选择得巧妙，很可能使冗长复杂的解题过程变得简洁明快起来。
例1 如图1，从空中某定点P以相同速度沿不同方向抛出同一物体，物体到达下方无限长斜面所用时间最短的方向是（）
A.平行斜面向下的方向
B.竖直向下的方向
C.垂直于斜面向下的方向
D.向着斜面的水平方向
分析我们先采用“传统”解法——以地面为参照系，看问题的答案。
以抛点P为坐标原点建立如图2所示的平面直角坐标系。
设斜面与y轴交点坐标为（0，-b），斜面与水平面的夹角为α，物体抛出时初速度v0与水平面的夹角为θ。
则物体沿x轴和y轴的初速度分别是：
vx=v0cosθ，vy=v0sinθ。
时间t后，物体在坐标系中的坐标分别是：
-b组成方程组，消去y，求它们的交点横坐标：
由图2可知，以上这两根为异号根，负根舍去，保留正数根（负数根的物理意义是，物体反方向抛出，其运动轨迹抛物线与斜面交点横坐标）：
物体从抛出到它触及斜面所用的时间为：
所以，物体初速度方向垂直于斜面向下时，落到斜面所用的时间最短。
本题的正确答案为选项C。
对于选择题而言，这样的解题过程显得过于繁琐。
如果我们将所选参照系改变一下，并建立烟花爆炸时的物理模型，将该问题与烟花爆炸模型相比对，问题将会迎刃而解。
烟花在空中绽放时，设爆炸后的烟花碎片向各个方向的初速度相同。
若不考虑空气阻力，以爆炸后从爆炸点开始自由下落的物体为参考系（非惯性参考系），则各烟花碎片除受竖直向
下的重力外，还受到大小与自身重力相等、竖直向上的惯性力。
所以，在非惯性参考系中，各烟花碎片受平衡力的作用。
因此，爆炸后的各烟花碎片在空中组成的图案，是以爆炸点为球心，半径均匀增大的球面。
如果以地面为参考系，各烟花碎片在空中组成的图案形状不变，不同之处仅仅是球面半径在均匀增大的同时，球心做自由落体运动，如图3。
由图可知，各烟花碎片中，最先与斜面接触的点，是半径均匀增大的球面与斜面相切的切点。
该点和球心的连线与斜面垂直。
也就是说，开始爆炸时，沿垂直于斜面方向飞出的烟花碎片最先到达斜面。
跟烟花爆炸模型相比对，上述例题1的答案应该是选项C。
（栏目编辑陈洁）。