转换参考系解决物理问题

赵子莹 王洪娜

摘 要：在高中物理运动学与力学模块学习中，为了能够使运动过程分析以及受力分析变得简便，需要结合题目转换参考系。

关键词：高中物理;转换参考系;简化思维方法

在高中物理运动学与力学模块中，结合题目情景巧妙地选取参考系，引入惯性力，能够使运动过程分析以及受力分析变得简便。以下是作者总结的在学习过程中的应用心得。

一、 运用换系法解题的基本思路

（一） 参考系、非惯性参考系、惯性力的基本概念

参考系：自然界中万物都处于永恒的运动当中，要描述一个物体的运动，首先必须选定某个其他物体作参考，这种用来参考的物体称为参考系。例如，在研究地面上的物体运动时，我们通常选择地面为参考系。而在某些运动情况的分析过程中可选取其他物体作为参考系。一般情况下，把质点相对地面的运动称为绝对运动;质点相对运动参考系的运动称为相对运动;运动参考系相对地面的运动称为牵连运动。在参考系中的变换关系为：绝对运动=牵连运动+相对运动（注意：该式为矢量式）。可以利用该式进行位移、速度和加速度的转换（例：X绝=X牵+X相）。

非惯性参考系、惯性力：

惯性参考系是相對某惯性参考系（例如高中物理中的地面）做非匀速直线运动的参考系。在非惯性系中，牛顿运动定律并不适用，但是为了分析过程的方便，可以假想在这个非惯性系中，除了相互作用所引起的力之外还受到一种由于非惯性系而引起的力——惯性力，其大小等于分析对象的质量与非惯性系的加速度的乘积，方向与加速度方向相反。

（二） 换系法解题的基本步骤

1. 明确分析对象，分析题目所求目标，判断是否需要运用换系法。

2. 在运动过程的分析方面，若题目研究的物体是甲相对于乙运动的，且乙做非匀速直线运动，则可以考虑引入惯性力来分析，来简化思考过程。

3. 在受力分析方面，在分析非惯性系内部物体相互作用力时，引入惯性力可以精简计算过程。

二、 换系法的几种常见应用

从2019年全国各地的高考题来看，高考对于物理概念、物理规律的考查中越来越深入其本质，这也是未来命题的趋势。而在学习过程中，也应该加深对物理概念内涵的理解，强调物理规律的深层理解和灵活广泛的运用，淡化对概念、规律的简单套用。

参考文献：

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[2]李莉.非惯性系动力学在中学物理问题中的分析讨论[J].湖南中学物理，2017（5）：21-24，27.

[3]韩叙虹.从2019年北京高考谈新高考形势下高三物理复习备考策略[J].中学物理，2019，37（13）：47-51.