趙子瑩 王洪娜
摘 要:在高中物理運動學(xué)與力學(xué)模塊學(xué)習(xí)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(jié)合題目轉(zhuǎn)換參考系。
關(guān)鍵詞:高中物理;轉(zhuǎn)換參考系;簡化思維方法
在高中物理運動學(xué)與力學(xué)模塊中,結(jié)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(jié)的在學(xué)習(xí)過程中的應(yīng)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(dāng)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(zhì)點相對地面的運動稱為絕對運動;質(zhì)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(guān)系為:絕對運動=牽連運動+相對運動(注意:該式為矢量式)??梢岳迷撌竭M(jìn)行位移、速度和加速度的轉(zhuǎn)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(zhì)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(biāo),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(nèi)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(yīng)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(guī)律的考查中越來越深入其本質(zhì),這也是未來命題的趨勢。而在學(xué)習(xí)過程中,也應(yīng)該加深對物理概念內(nèi)涵的理解,強調(diào)物理規(guī)律的深層理解和靈活廣泛的運用,淡化對概念、規(guī)律的簡單套用。
參考文獻(xiàn):
[1]孟擁軍.賞析2016年江蘇高考壓軸題的多種解法[J].物理教學(xué),2016,38(12):69-70,62.
[2]李莉.非慣性系動力學(xué)在中學(xué)物理問題中的分析討論[J].湖南中學(xué)物理,2017(5):21-24,27.
[3]韓敘虹.從2019年北京高考談新高考形勢下高三物理復(fù)習(xí)備考策略[J].中學(xué)物理,2019,37(13):47-51.