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。