参考系选择技巧
【提分技巧】2014高考物理赢取高分名师点津课件--巧选参考系解决匀速直线运动问题
以河水作为参考 [巧思妙解]
系分析，简单！
• 以河水作为参考系，船相对于水向上游和 向下游的速度相同，而葫芦相对于水静止 (其速度与水速相同)，因此船返航经过1小 时追上葫芦，葫芦落水后，船向上游也一 定经过1小时，可知，葫芦顺流而下走5 400 m用时2小时，故河水的速度v水＝0.75 合理地选取参考系，可以简化 m/s。
问题的解答过程，选取不同的 参考系，对ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动的描述不同， 但求解结果是相同的。
速巧 直选 线参 运考 动系 问解 题决 匀
• (1)选取原则： • 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。 • (2)不特殊说明，一般以 地球为参考系。
• [典例] 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5 400 m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。
[常规解法]
• 设船在静水中的速度为v船，酒葫芦从落水到 发现的时间为t1，返航追上葫芦的时间为t2 ＝3600 s， • 以地面为参考系，船逆流时相对地面的速度 为v船－v水，顺流而下的速度为v船＋v水， • 则有：(v船－v水)t1＋5 400 m＝(v船＋v水)t2， • v水(t1＋t2)＝5 400 m， • 以上两式联立可解得：t1＝t2＝3 600 s。 • v水＝0.75 m/s。
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？。
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。
谈物体运动对“参照物”的选择原则
谈物体运动对“参照物”的选择原则在高中物理教材的课本中讨论物体运动时，我们引入了参照系的概念，物体运动时参照系则有如下特点：①判别物体运动情形（静止、运动、如何运动）必须选取某个物体为参照物，看它相对于参照物的位置是否发生了变化。
②同一个物体的运动情形，由于参照物的选取不同，观察的结果不同。
例1，一个人在匀速行驶的列车上竖直上抛一个小球。
在车厢的人看来是竖直上抛，对地面的人看来却是斜抛运动。
例2，无风的雨天。
站在地面的人看来，雨水竖直下落；而对飞快骑车的人看来，雨水却是斜着迎面打来。
例3，水平匀速飞行的飞机上的跳伞运动员下落。
地面上的人看来他是作平抛运动；但飞机上的人看来他却是直线自由下落。
③参照物虽然可以任意选择，但研究某个物体运动时，要选择合适的参照物，这样可以使物体运动情形简化。
例题1：一根长1m的木棒从楼顶自由下落，在下落过程中木棒始终呈坚直状态，则此木棒通过楼顶下5m处一窗台边缘，需要时间多少？分析：此题如取地面为参照物，则必须选一个点（如木棒下端Ｂ），设它下落到如图１所示第二个位置即窗口Ｃ处时时间为t1，下落到第三个位置时间为t2，则据自由落体公式h=gt2有：=t2，t1=，那么木棱AB全部经过C所用的时间为t1与t2的差。
而此题如取木棒为参照物，则根据相对性原理C即以g的加速度向上做匀加速直线运动，则题中所求即为C点经过A点的时间减去C经过B点所经历的时间。
即：△t=tCA-tCB=-。
例题2：一列火车从静止开始做匀加速直线运动，一人站在第一节车厢的前端观察，第一节车厢通过他历时t1=2秒，全部车厢通过他历时t=6秒，设各节车厢长度相等，不计车厢的距离，试问：①这列火车共有几节车厢？②最后2秒内通过他的车厢有几节？③最后一节车厢通过他用时多少？分析：此题与上题相似，如取火车为参照物，此题相当好理解。
①设火车的加速度为a，每节车厢长度为L，共有n节车厢，假设火车不动，此人就以a的加速度相对于火车做匀加速直线运动，则有：L=atnL=at，解得：n=9节。
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。
高中物理巧选参考系、简化解题过程
t t3 t2 ……④，由以上各式可得 t 4 S 。
[答案] t 4 S 2. [解析]以货车为参考系，客车的初速为 0 1 2 20 6 14(m s ) ，恰好相遇时的末 速
t 0 ， 加 速 度 a 0.8 m s 2 ， 依 据 s 公 式 得 相 对 位 移
【注意事项】
从道理或原则上讲参考系的选取是任意的， 但是若选取的参考系不恰当， 则可能使问题 复杂化，甚或无法求解；若选取的参考系恰到好处，常常可使物理情景清晰、解题过程变得 十分简单。 鉴别所选参考系是否恰当， 应以对物体运动的描述是否容易、 简单、 方便为准绳。 绝不要随便选取， 也不要受限于物理学默认的参考系即地球或地面， 以免束缚了自己的思维 品质和学习能力的提高。运用相对运动法处理运动学问题时要注意：①位移、速度、加速度 都必须是相对所选定的参考系的； ②相对所选参考系运动的物体的运动性质、 运动规律应是 自己所熟悉的，以便用已有知识求解。
为 y t 1 0.1 0.1(m) 10(cm) ，所以子弹应从第一个环心穿过。 【小结】 对两个及其以上的物体的二维相对运动问题，有的先要确定两个方向（可能正交， 也可能斜交）上的相对（分）运动情况（其相对位移、相对速度、相对加速度的确定办法同 上） ，然后再依据分运动的独立性、等时性及相应的运动规律求解之。有的还需要确定相对 合运动的情况，明确运动规律后再依据合、分运动的等时性及相关运动规律解题。
【同步练习】
1.一列车由等长的车厢连接而成，车厢之间的间隙忽略不计。一人站在站台上与第一节车厢 的最前端相齐。 当列车从静止开始做匀加速直线运动时开始计时， 测得第一节车厢通过他的 时间为 2S，则从第 5 节至第 16 节车厢通过他的时间为多少？ 2.客车以 20m/s 得速度行驶， 突然发现同轨道的前方 120m 处有一列货车正以 6m/s 的速度同 向匀速行驶，于是客车紧急刹车，以 0.8 m s 的加速度做匀减速运动，问两车能否相碰？ 3. 高为 h 的电梯正以加速度 a 匀加速上升，突然天花板上一颗螺钉脱落。螺钉落到电梯底 板上所用的时间为多少？ 4.一列长为 L 的队伍，行进速度为 ，通讯员以速度 u 跑步从队尾赶到队首，又立即从队首 返回队尾，则此过程中队伍前进的路程是多少？ 5.高为 h 的车厢在平直轨道上匀加速向前行驶，加速度大小为 a ,车厢顶部中点有油滴落下， 则油滴对地做什么运动？油滴落点相对车厢的水平距离是多少？ 6.A、B 两小球同时从距地面高为 h=15m 处的同一点 A B 抛出，初速度大小均为 0 10 m s ，A 球竖直向下抛 出，B 球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度取
运动的描述
1-1-1运动的描述概念、规律、方法与解题技巧1. 机械运动：物体在空间中所处的位置发生变化，这样的运动称为机械运动，简称运动，机械运动按轨迹分为直线运动和曲线运动。
2. 参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个参照物称为参考系。
问题1运动的相对性：选择不同的参考系来观察描述同一个物体的运动，结果往往是不同的，如行驶的汽车，若以路旁的树为参考系，车是运动的；若以车中的人为参考系，则车就是静止的。
问题2在运动学问题中，参考系的选取是任意的：可以选取高山、树木为参考系；也可以选取运动的车辆为参考系．但通常选取相对地面静止的物体为参考系。
问题3选择参考系时，应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。
3. 质点：把具有一定大小、形状的物体在一定条件下，看做具有质量的一个点，这个点叫质点。
质点是理想化的物体模型。
物体简体为质点的条件：物体的大小在所研究的问题里可以忽略时，物体可看作质点。
问题4如果一个物体的各部分运动情况都相同，物体上任何一点都能反映物体的运动（即平动），物体可以看做质点；问题5物体的大小与研究的问题中的距离相比很小时，可以看作质点。
问题6只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时，物体即使是转动的，通常将质心的运动代表物体的运动，也可以看作质点。
【特别提醒】a. 物体能否看做质点并非以体积的大小为依据，体积大的物体有时也可看成质点，体积小的物体有时不能看成质点。
b. 质点并不是质量很小的点，它不同于几何图形中的“点”。
c. 同一物体，在不同问题中，有的可看成质点，有的不能。
4. 时刻和时间：时刻指某一瞬时，在时间轴上为一个点。
例如：第ns初，第ns末；时间指一段时间间隔，在时间轴上为两点间的线段。
例如：第ns内，ns内，前ns，最后ns。
5. 路程：质点实际运动路径的长度，路程只有大小，没有方向。
单位：在国际单位制中为米，符号为m；常用的单位还有千米、厘米等，符号分别为km、cm.。
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。
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。
人教版高中物理必修一知识点总结
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打点计时器的应用 1．由纸带求物体运动速度的方法：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内
的平均速度，vn＝xn＋xn＋1。 2T
2．利用纸带求物体加速度的两种方法
(1)逐差法：根据
x4
x3
x5
x2
x6
2．弹力方向的判断方法
（1）常见模型中弹力的方向
（2）根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
3．弹力大小计算的三种方法
（1）根据力的平衡条件进行求解。（2）根据牛顿第二定律进行求解。（3）根据胡克定律进行求解。
方法技巧： 1．轻杆与轻绳弹力的区别
轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的，但轻绳只能提供拉力，轻杆既可以提供拉 力也可以提供支持力。因此可用轻绳替代的杆为拉力，不可用轻绳替代的杆为支持力。
为 t；若 t 较大，则在利用运动学公式计算时，公式中的运动时间应为 t0。
自由落体运动和竖直上抛运动
1．自由落体运动的处理方法
自由落体运动是 v0＝0，a＝g 的匀变速直线运动，所以匀变速直线运动的所有公式和推论方法全部适用。
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注意事项
1．平行：纸带和细绳要和木板平行。 2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带。
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第三章 相互作用
1．弹力有无的判断“三法”
（1）条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显 的情况。 （2）假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动 状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。 （3）状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。
【高中物理】高中物理人教版必修一教案：1.1质点、参考系和坐标系
第一节质点、参考系和坐标系一、教材分析本节教材的第一段指出了本章的教学目标，就是研究“怎样描述物体的机械运动”，要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型，教材把“物体和质点”当作一个知识点，说明质点是针对物体而言的，实际的“物体”都“占有一定的空间”，在通常的运动过程中，“不同部位的运动情况是不相同的”，从而“给描述运动带来了困难”，解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。
教材通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，真的可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。
这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。
为了准确地、定量地描述质点的运动还要建立参考系，紧接着教材从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念，指导思想是强调一般性的科学方法，即为这样的思想作准备：解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求解决的方法。
为了强调坐标的概念，教材用数学和物理学中通用的符号，即在直线运动中用x表示质点的位置。
本节知识是学习后面内容的基础，也是整个力学的基础二、教学目标1．知识与技能目标（1）理解和掌握质点的概念；能明确物体在什么情况下可以看作质点。
（2）知道参考系的概念；知道在研究物体运动时，选取不同参考系，其结论不同；知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单。
（3）知道坐标系的概念；初步了解一维、二维、三维坐标系；能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
2．过程与方法目标（1）领悟质点概念的提出和分析、建立的过程。
（2）理解物理学研究中物理模型的特点，初步掌握通过科学抽象建立物理模型的这种研究方法。
（3）通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用。
3．情感、态度和价值观目标（1）通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
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．。
运动分析中的参考系选择
运动分析中的参考系选择运动是物体在空间中位置和姿态发生变化的过程。
在运动分析中，参考系的选择是非常重要的，它决定了我们观察和描述运动的角度和方式。
选择合适的参考系可以更好地理解和解释运动的规律。
一、绝对参考系与相对参考系在运动分析中，我们可以选择绝对参考系或相对参考系。
绝对参考系是相对于地球或者宇宙中的固定点或物体而言的，它不随运动物体的位置和姿态的变化而改变。
相对参考系则是相对于运动物体本身而言的，它随着运动物体的位置和姿态的变化而改变。
选择绝对参考系可以更好地描述物体在空间中的位置和姿态的变化。
例如，当我们观察一个飞机在空中飞行时，我们可以选择地面上的一个固定点作为参考点，来描述飞机的位置和姿态的变化。
这样，我们可以通过测量飞机与参考点之间的距离和角度来确定飞机的位置和姿态。
选择相对参考系可以更好地描述物体之间的相对运动。
例如，当我们观察两个人在公交车上相对运动时，我们可以选择其中一个人作为参考点，来描述另一个人相对于参考点的位置和姿态的变化。
这样，我们可以通过测量两个人之间的距离和角度来确定它们的相对位置和姿态。
二、选择参考系的原则在运动分析中，选择参考系需要遵循以下几个原则：1. 简化问题：选择合适的参考系可以简化问题的分析和计算。
例如，当我们观察一个物体在斜面上滑动时，我们可以选择斜面的水平方向和垂直方向作为参考系，这样可以简化问题的分析和计算。
2. 保持一致性：选择参考系需要与问题的要求和条件保持一致。
例如，当我们观察一个物体在地球上自由落体运动时，我们可以选择地面作为参考系，这样可以保持问题的简化和一致性。
3. 提供有效信息：选择参考系需要提供足够的信息来描述和解释运动的规律。
例如，当我们观察一个物体在直线上匀速运动时，我们可以选择一个固定点作为参考点，来描述物体的位置和速度的变化。
4. 考虑实际情况：选择参考系需要考虑实际情况和实验条件。
例如，当我们观察一个物体在水平地面上滑动时，我们可以选择地面的水平方向和垂直方向作为参考系，这样可以更好地描述物体的运动。
巧选参考系
[常规解法]
• 设船在静水中的速度为v船，酒葫芦从落水到 发现的时间为t1，返航追上葫芦的时间为t2 ＝3600 s， • 以地面为参考系，船逆流时相对地面的速度 为v船－v水，顺流而下的速度为v船＋v水， • 则有：(v船－v水)t1＋5 400 m＝(v船＋v水)t2， • v水(t1＋t2)＝5 400 m， • 以上两式联立可解得：t1＝t2＝3 600 s。 • v水＝0.75 m/s。
问题的解答过程，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。
【练习】 在水平轨道上有两列火车A和B相距x，A车在后面做 初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动，而B车
同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，两车
运动方向相同．要使两车不相撞，求A车的初速度v0满足
什么条件．
以河水作为参考 [巧思妙解] 系分析，简单！
• 以河水作为参考系，船相对于水向上游和 向下游的速度相同，而葫芦相对于水静止 (其速度与水速相同)，因此船返航经过1小 时追上葫芦，葫芦落水后，船向上游也一 定经过1小时，可知，葫芦顺流而下走5 400 m用时2小时，故河水的速度v水＝0.75 合理地选取参考系，可以简化 m/s。
速巧 直选 线参 运考 动系 问解 题决 匀
• (1)选取原则： • 选取参考系时，应以观测 方便和பைடு நூலகம்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。 • (2)不特殊说明，一般以 地球为参考系。
• [典例] 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5 400 m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。
参考系的意义和原则
参考系
1．选择参考系的意义 要描述一个物体的运动，必须首先选好参考系，的运动情况可能不相同．
例如：甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线以15 m/s 的相同速度行 驶着．若两车都以路边的树木作为参考系，则两车都是以 15 m/s的速度 向东行驶；若以其中任意一辆车为参考系，则另一辆是静止的． 2．选择参考系的原则 (1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定． 例如研究火车上物体的运动情况时，一般选取火车作为参考系；研究地 面上物体的运动时，常选地面或相对地面不动的物体作为参考系，这时， 参考系常可以略去不提，如“汽车运动了”，就不必说成“汽车相对地 面运动了”． (2)参考系的选取可以是任意的.在实际问题中,参考系的选取应以观测 方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则．
选择参考系的要求
选择参考系的要求选择参考系是物理学中一个重要的概念，它在描述和分析物体运动时起到了关键作用。
参考系可以理解为一个用来观察和测量物体运动的框架或标准。
选择适当的参考系对于分析物体的位置、速度和加速度等运动特性非常重要。
在选择参考系时，需要考虑以下几个要求。
选择参考系应该是惯性参考系。
惯性参考系是指没有受到外力作用或者受到的外力平衡的参考系。
在惯性参考系中，质点的运动满足牛顿定律，可以简化问题的分析。
例如，在研究地球上的物体运动时，可以选择地球为参考系，因为地球相对于太阳来说是一个惯性参考系。
选择参考系应该与所研究的问题密切相关。
不同的问题可能需要选择不同的参考系。
例如，在研究飞机在空中的运动时，可以选择以地面为参考系，这样可以更好地描述飞机的水平运动和垂直运动。
而在研究地球绕太阳的运动时，可以选择以太阳为参考系，这样可以更好地描述地球的公转运动。
选择参考系应该尽量简化问题的分析。
有时候，选择一个特定的参考系可以使问题更加简单。
例如，在研究两个物体之间的相对运动时，可以选择其中一个物体为参考系，这样可以将问题转化为一个物体相对于参考系的运动问题，从而简化计算。
选择参考系应该考虑实际的测量条件。
在实际测量中，选择一个便于观察和测量的参考系可以提高测量的准确性和精度。
例如，在研究汽车在道路上的运动时，可以选择以道路为参考系，这样可以更方便地观察和测量汽车的位置和速度。
选择参考系的要求包括选择惯性参考系、与问题相关、简化问题分析和考虑实际测量条件等方面。
选择合适的参考系可以使问题的分析更加简单和准确，从而更好地理解和解释物体的运动。
在物理学中，选择合适的参考系是进行科学研究和实际应用的基础。
§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。