參照物[物理學名詞]

參照物[物理學名詞]
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在研究機械運動時,人們事先選定的、假設不動的,作為基準的物體叫做參照物。(一般不以研究對象為參照物)通常情況下,多以地面為參照物。參照物可以任意選定。選擇不同的參照物來描述同一個物體的運動狀態,可能得出不同結論,所以運動和靜止都是相對的。在研究地面上物體的機械運動時,通常以與地面保持相對靜止的物體作為參照物。

基本信息

定義

在研究機械運動時,人們事先選定的、假設不動的,作為基準的物體叫做參照物。(一般不以研究對象為參照物)通常情況下,多以地面為參照物。一個是靜止還是運動的,要看是以那個物體為標準。例如,站在上升電梯裡的人,如果以電梯為參照物,人是靜止的;如果以地面為參照物,人是運動的。選擇不同的參照物描述同一個物體的運動狀態,結論將是不同的,這就是物體運動和靜止的相對性。

選擇

參照物[物理學名詞] 參照物[物理學名詞]

參照物的選擇是任意的,既可以選相對地面靜止的物體,也可以選運動的物體作為參照物。可本著便於研究的原則,選取合適的參照物,如研究地面上物體的運動,通常選取地面或相對於地面靜止的物體作為參照物。被研究的物體本身不能選作參照物,因為以此研究對象為參照物,研究對象永遠都是靜止的。


注意:不要把地面當地球。大多數沒有表示參照物的都是以地面為參照物。

以地球為參照物,實際上是以地心為參照物,以地心為參照物,就是假定地心足不動的,也可以想像觀察者是在地心處。以地面為參照物,就是假定地球表面的某一點(不是整個地球表面)是靜止不動的,也可以認為觀察地點是地球表面的那一點。地面是繞著地球的自轉軸做圓周運動的,所以,選擇地面還是地球作參照物,對同一物體的運動描述是不一樣的。

性質

1、客觀性:宇宙中萬事萬物都是永不停息地運動著的,沒有絕對靜止的物體。平時,我們說某個物體是運動的還是靜止的,都是相對另一物體(參照物)而言,在描述物體的運動情況時,無論是否提到參照物,參照物總是存在的,這就是參照物的客觀性。

2、假定性:參照物只是假定不動而不是真的不動,與其它物體一樣,它也處在永恆的運動之中,這便是參照物的假定性。

3、多重性:由於確定一個物體是運動的還是靜止的,關鍵是看選擇什麼物體作參照物。因此,我們研究的運動是相對運動,這便是參照物的多重性,也就是說,對同一物體的研究。可以選取不同的參照物,並且,當所選取的參照物不同時,對物體運動描述的結果也往往不同。例如,坐在勻速行駛的客車中的乘客,若以車為參照物,他們則是靜止的;若以路旁的樹為參照物,他們則是運動的。

套用

根據參照物確定物體是運動還是靜止的方法

參照物的選定是為了研究物體是運動還是靜止的。所選定的參照物是一個假定不動的物體,有了它作比較再看被研究的物體跟參照物之間的位置是否發生了變化就比較方便了。因此,參照物一旦被選定,我們就假定該物體是靜止的。

判斷方法

1、要明確研究對象。

2、明確物體的運動情況。

3、如果研究對象是運動的,哪個物體相對於它的位置發生了改變,哪個物體就是參照物;如果研究對象是靜止的,哪個物體相對它的位置沒有改變,哪個物體就是參照物。

注意的地方

1、任何物體都可做參照物,通常選擇參照物以研究問題的方便而定。如研究地面上的物體的運動,常選地面或固定於地面上的物體作為參照物,在這種情況下參照物可以不提。
2、選擇不同的參照物來觀察同一個物體,結論可能不同。同一個物體是運動還是靜止取決於所選的參照物,這就是運動和靜止的相對性。
3、不能選擇所研究的對象本身作為參照物,那樣研究對象總是靜止的。

例題解析

題目1:電影《閃閃的紅星》主題歌的前兩句歌詞是:“小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走”,試說明這兩句歌詞各是以什麼為參照物來描述運動的?

解析:本題中涉及到竹排、青山等物體。在第一句話中,觀察的對象是“竹排”,若以另一物體“青山”作標準,竹排是運動的(江中游),所以青山是參照物;在第二句話中,觀察的對象是“青山”,若以另一物體“竹排”作標準,青山是運動的(兩岸走),所以竹排是參照物。

題目2:怎樣解釋法國飛行員在空中能順手抓住一顆飛行的子彈?

解析:本題研究對象是子彈,射出的子彈在空中飛行時,由於受到阻(zu)力影響,速度將逐漸減小,當子彈到達飛行員和他駕駛的飛機(駕駛艙不封閉)旁邊時,如果子彈正好與飛機同向,且飛行的速度相同(或差不多),選飛機為參照物,因子彈與飛機之間沒有位置變化,所以子彈相對於飛機來說就是靜止的,飛行員順手把它抓住自然就不會受到傷害。

題目3:參照物是可以任意選擇的。對於同一個物體,選用的參照物不同,其運動情況的描述也就不一樣。如果參照物選擇得當,將有利於問題的解答,簡化解題過程。

在一條行駛得十分平穩的船的甲板上,頭尾分別立有兩個靶子。有兩名射手,一個在船頭,一個在船尾,用同樣的槍枝同時向對面靶子射擊,問誰的子彈先打中靶子?(設子彈飛行速度相同)

解析:此題應分三種情況討論。第一種,船做勻速直線運動,這種情況下,因為射手在同一參照系中(船),所以同時射中。第二種,船做直線加速運動,則船頭射手的子彈先擊中靶子。第三種,船做直線減速運動,則船後的射手先擊中靶子。

題目4:一隊士兵以V1=2m/s的速度勻速前進,隊伍長1200m,

騎兵通訊員以V2=10m/s的速度從隊尾奔向隊首傳達命令,到達隊首後又立即掉頭以原速返回。求通訊員往返一次用了多少時間?(掉頭時間不計)

解析:本題若選地面為參照物。通訊員往前走的時間為t1,他到達隊伍首走過了距離V2*t1.此時隊伍首已經走了V1*t1. 返回的時候,通訊員使用的時間為t2,他達到隊尾的走過的距離為V2*t2,此時隊尾已經離開初始位置的距離為V1*t.

可得方程組:

V2*t2=1200+V1t1

V2*t2=V2*t1-V1*t

t=t1+t2

聯解上述方程組,即可求出通訊員使用的全部時間t.上面的解法由於參照物選得不大合適,使解題過程十分繁雜。本題若選行進著的隊伍為參照物,則很容易知道:通訊員與隊伍同向前進時,他相對於隊伍的速度=(10-2)m/s;反向行進時,相對於隊伍的速度為(10+2)m/s。易得需要時間為250s。

題目5:一人在甲火車中,以甲火車為參照物看到乙,丙火車向相反的方向運動,那么以地面為參照物,下面關於三個火車的運動,下列說法不可能的是( )。

A.甲乙火車同向行駛,丙火車反向行駛.

B.甲乙丙火車都同向行駛

C.甲乙火車反向行駛,丙火車靜止

D.甲乙火車同向行駛,丙火車靜止請說明理由。

解析:A如果成立的話,那么甲的速度>乙的速度,丙的速度沒有要求B如果成立的話,那么甲的速度>乙的速度,且甲的速度>丙的速度C如果成立的話,對於甲乙丙火車的速度沒有要求D如果成立的話,那么甲的速度>乙的速度,丙的速度沒有要求所以應該ABCD都有可能,只要甲的速度>乙的速度,A成立只要甲的速度>乙的速度,且甲的速度>丙的速度,B成立不管甲乙丙速度如何,C一定成立只要甲的速度>乙的速度,D成立。

題目6:古詩“兩岸青山相對出,孤帆一片日邊來。”其中先後的參照物為 船和岸(或者青山)

分析:青山相對出,作者是說青山走出來了,從物理的角度來說,青山是運動的,但經驗告訴我們青山是不運動的,因為它與地面之間的位置沒有變化;而這個時候作者感覺到的是青山在運動,是因為青山與船的位置發生了變化,研究對像是青山,所以青山相對船是運動的,即船為參照物。

孤帆的運動則是日常生活中最簡單的現象,即相對地面位置發生了變化,所以它的參照物是地面上不動的物體,即岸或者青山都行。

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