轉換參考系解決物理問題

趙子瑩 王洪娜

摘 要：在高中物理運動學與力學模塊學習中，為了能夠使運動過程分析以及受力分析變得簡便，需要結合題目轉換參考系。

關鍵詞：高中物理;轉換參考系;簡化思維方法

在高中物理運動學與力學模塊中，結合題目情景巧妙地選取參考系，引入慣性力，能夠使運動過程分析以及受力分析變得簡便。以下是作者總結的在學習過程中的應用心得。

一、 運用換系法解題的基本思路

（一） 參考系、非慣性參考系、慣性力的基本概念

參考系：自然界中萬物都處于永恒的運動當中，要描述一個物體的運動，首先必須選定某個其他物體作參考，這種用來參考的物體稱為參考系。例如，在研究地面上的物體運動時，我們通常選擇地面為參考系。而在某些運動情況的分析過程中可選取其他物體作為參考系。一般情況下，把質點相對地面的運動稱為絕對運動;質點相對運動參考系的運動稱為相對運動;運動參考系相對地面的運動稱為牽連運動。在參考系中的變換關系為：絕對運動=牽連運動+相對運動（注意：該式為矢量式）。可以利用該式進行位移、速度和加速度的轉換（例：X絕=X牽+X相）。

非慣性參考系、慣性力：

慣性參考系是相對某慣性參考系（例如高中物理中的地面）做非勻速直線運動的參考系。在非慣性系中，牛頓運動定律并不適用，但是為了分析過程的方便，可以假想在這個非慣性系中，除了相互作用所引起的力之外還受到一種由于非慣性系而引起的力——慣性力，其大小等于分析對象的質量與非慣性系的加速度的乘積，方向與加速度方向相反。

（二） 換系法解題的基本步驟

1. 明確分析對象，分析題目所求目標，判斷是否需要運用換系法。

2. 在運動過程的分析方面，若題目研究的物體是甲相對于乙運動的，且乙做非勻速直線運動，則可以考慮引入慣性力來分析，來簡化思考過程。

3. 在受力分析方面，在分析非慣性系內部物體相互作用力時，引入慣性力可以精簡計算過程。

二、 換系法的幾種常見應用

從2019年全國各地的高考題來看，高考對于物理概念、物理規律的考查中越來越深入其本質，這也是未來命題的趨勢。而在學習過程中，也應該加深對物理概念內涵的理解，強調物理規律的深層理解和靈活廣泛的運用，淡化對概念、規律的簡單套用。

參考文獻：

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