力学教学中容易忽视的一个问题

在力学教学中,老师都会强调牛顿力学适用的范围是惯性参考系,而力学相对性原理也指出:对不同的惯性参考系,一切力学定律都具有完全相同的表达形式,也就是说在所有惯性系中,牛顿力学定律都是等价的,由于总是强调牛顿定律适用于惯性参考系,这样容易给学生一个误解就是只要任意选择一个惯性参考系都能来求解力学问题,实际上在任意的惯性参考系中力学定律是具有完全相同的表达形式,有些力学量是与惯性参考系的选取无关,而有些力学量是与惯性参考系的选取有关的,因此在求解实际问题时就要先知道哪些物理量与惯性参考系的选择无关,这样的物理量在求解时就可改变参考系,选择一个容易求的惯性系来求解;而与惯性参考系选取有关的物理量,在实际问题中求解时先要弄清楚到底要求的是相对哪个惯性参考系的,在求解过程中不能随意更换参考系,这是一个容易被忽视的问题,如果这一点不讲清楚学生在解题时就会很盲目.     

动能定理在活动物体和固定物体的应用

学生对在运动的参考系中应用动能解题时,总感觉没有把握,不知如何下手,因而常常解错. 如何让学生解决活动坐标系上出现的问题呢? 首先应使学生明白,物体的速度是相对参考系而言的,参考系选取不同,物体的相对速度不同,具有的动能也不同.     

善用参考系解题

选择不同的参考系，其描述运动就不同，因此适当地选择参考系就可以使问题简化．例１，在光滑的水平轨道上有两个半径都是ｒ的小球Ａ和Ｂ，质量分别为ｍ１和ｍ２，且ｍ２＝２ｍ１．当两球心间的距离大于ｌ（ｌ比２ｒ大）时，两球之间无相互作用力；当两球心间距离等于或小...     

功的计算与参考系的选择

在力学中，许多物理量和物理规律都与参考系的选择有关．本文试对功的计算与参考系的选择进行粗浅的探讨．     

运动的相对性与参考系的选择

讨论了运动的相对性与选择参考系之间的关系。对运动的描述是相对的,描述物体的运动必须选择参考系。选择参考系的实质是比较被观测物体的运动与参考系的差别,因此在不同的参考系中对运动过程的描述是不一样的。任何运动参量的测量值都必须有明确的参考系。在运动学的研究中,可以选择任何物体作为参考系。牛顿运动定律只在惯性参考系中成立,因此在动力学的研究中,必须选择地球或相对地球做匀速直线运动的物体作为参考系。     

转动刚体角动量的复杂关系——兼谈不同参考系选择的意义

一道貌似简单的刚性陀螺运动题,牵扯出大学物理教学中一个被忽略的问题——刚体同时绕相互垂直的轴旋转时角动量的计算.本文从一道题目的解答入手,阐述刚体(陀螺)旋转的角动量复杂关系,推导出简易、约束陀螺的正确角动量变换关系.同时讨论选择惯性参考系与非惯性参考系时对问题求解有不同难度的问题.     

浅探参考系对动能的影响

重力势能因选择不同的零势能面不同,但重力势能的改变量与零势能面的选择无关.运动物体的动能也有类似的特性,因选择不同的参考系会对动能产生影响.1参考系对动能的影响 物体的运动具有相对性,同一物体选择不同的参考系,会使物体的速度发生改变,     

机械能守恒定律理解中一个值得重视的问题

1问题提出 近来读了二篇关于机械能守恒定律理解的文章，文中都谈到机械能守恒定律与惯性参考系选择有没有关系，并且为了说明问题，文[1]、文[2]分别就此各列举出如下二道例题进行分析说明．     

参考系试题特点的分析及其教学意义

从概念、 分类、 选择、 坐标系和发展角度总结参考系的知识, 运用SOLO分类理论分析近3年高考中关 于参考系试题的特点, 并尝试从物理学科素养的角度阐释参考系教学的意义     

再探无固定悬挂点单摆的周期

《物理通报》2009年第4期刊登了《探讨无固定悬挂点单摆的周期》[1]一文,深入浅出地探讨了无固定悬挂点单摆的周期问题.但笔者认为文中存在几个问题.(1)动能定理只适用于惯性参考系,不适用于非惯性参考系;(2)在惯性参考系中不考虑惯性力;(3)动量守恒定律只适用于惯性参考系,不适用于非惯性参考系.考虑了以上问题后,笔者对这个     

转动参考系中质点运动的动力学分析及数值模拟

转动参考系中质点在惯性力作用下的运动是力学教学的难点，本文分别在匀角速转动参考系、变角速转动参考系和惯性系下对该问题的动力学进行分析，得出质点的动力学微分方程；并基于欧拉法，利用Matlab软件对该问题的动力学微分方程进行了数值计算求解和模拟，直观地画出了质点的运动轨迹，基于程序数据对该问题的运动规律进行了较为深入的分析。将研究内容融入教学中，提高了教学效果，培养了学生解决实际问题的能力，对海洋科学、大气科学等相关的专业的后续专业课学习产生了积极的影响。     

对《理论力学教程》中一个问题的再讨论

关于"一张错误的插图"问题,文献[1-3]对经典教材《理论力学教程》中描述刚体平面平行运动的公式(3.7.3)的理解有误.教材中公式(3.7.3)是刚体上任一点的速度在动坐标系中的分量形式.由于对坐标系与参考系概念的区分不清楚,参考文献[1-3]的作者以及部分学生和教师认为动坐标系是在转动参考系中建立的.本文作者认为研究刚体平面平行运动的3.7节没有选择转动参考系;为了研究的方便,以地面为参考系中建立了两个坐标系来描述刚体的平面平行运动.     

巧选参考系 妙解物理题

中学阶段均在惯性参考系中研究问题,通常选大地或相对大地静止的物体为参考系,但有时问题计算量较大或较难求解,似乎“山穷水尽”;而巧妙地变换一下参考系,将“柳暗花明”,问题一下子简洁明了．     

力学问题中惯性参考系的选取

通过例题，分析了在解决力学问题中惯性参考系的选取原则和方法。     

也谈“用绳拉船靠岸的船速问题”

指出解质这问题中运用的所谓“速度合成与分解方法”有两种含义，第一种是只在一个参考系中求解，运用速度的矢量性，将速度矢量按平行四边形法则合成和分解，最常用的是在直角坐标系或其它坐标系中合成和分解；第二种是借助两个有相对运动的参考系，运用相对运动中的速度定理求解；第二是借助两个相对运动的参考系，运用相对运动中的速度定理求解，同时澄清了有关文献中某些不当之处。     

浅谈质心参考系在二体能量问题中的应用

在质心参考系中对竞赛中几道二体能量问题进行了研究,突出了质心参考系在研究二体问题中的巧妙性.     

“双转动”物体加速度的求解方法

所谓"双转动"物体是指相对于转动参考系仍然做转动的物体.关于牵连加速求解的问题,在高中物理竞赛中常有涉及,但是对于相对转动参考系转动的物体加速度求解,学生容易犯的最大错误,就是混淆加速度的牵连关系和参考系的转换关系,于是在不同参考系中迷失了解决问题的方向.笔者从一     

光子能否作参考系呢

对光子能否作参考系问题进行了讨论,指出:个别光子或有规则运动的光子群不能作为参考系,而不规则运动的光子群体的质心坐标,则可以作为参考系.     

中学阶段如何处理非惯性系问题

中学阶段，用牛顿第二定律解题，选择的参照系往往是静止或匀速直线运动的平动系，比较多的选择地球为惯性参考系．但是有时物体相对于地面的运动是复杂的，甚至无法直接布列方程，这时可作如下处理：     

浅谈变换参考系在能量问题中的应用

通过实例推导变换参考系后的动能定理表达式,并将变换参考系的思想应用到有关能量的问题中简化问题的研究．