要描述物體的運(yùn)動(dòng)，通常要先判斷它是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的；如果物體是運(yùn)動(dòng)的，再根據(jù)需要來說明它是怎樣運(yùn)動(dòng)的。我們說房屋、樹木是靜止的，這大概是不會(huì)錯(cuò)的，但事實(shí)上房屋、樹木在隨著地球一起運(yùn)動(dòng)。再比如，行駛的列車中的乘務(wù)員與旅客，列車外的人認(rèn)為他們隨列車一起運(yùn)動(dòng)，但他們彼此看對方卻是靜止的。為什么人們的看法會(huì)不一樣呢？

自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，絕對靜止的物體是不存在的。就此意義而言，我們說運(yùn)動(dòng)是絕對的。但是，描述某個(gè)物體的位置隨時(shí)間的變化，卻又總是相對于其他物體而言的。這便是運(yùn)動(dòng)的相對性。

可見，要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體作為參考，觀察物體的位置相對于這個(gè)“其他物體”是否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化。這種用來作為參考的物體叫做參考系（reference frame）。

在物理學(xué)中運(yùn)動(dòng)是指一個(gè)物體相對于另一個(gè)物體位置的變化，那么也就意味著某個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)總是相對于另一個(gè)或另一些選定的參考物體而言的，例如研究汽車的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們常常以道路和兩邊的建筑物或路燈等做為參考，觀察輪船的航行時(shí)我們常常以河岸上的房屋，樹木，碼頭或燈塔等做參考。這些用來參照的物體就叫做參考系。

所以說物體是不是在運(yùn)動(dòng)都是相對于參考系而言的，很多時(shí)候還存在著跟參考物體之間保持相對靜止的物體，也可以把這樣的物體叫做參考系，例如我們說以道路為參考系，也同時(shí)意味著以道路兩邊的建筑，停在道路上的車子，路邊的樹木等相對道路靜止的物體當(dāng)做參考系。

參考系的選取

在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，參考系可以任意選擇。但是，選擇不同的參考系來觀察同一物體的運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果會(huì)有所不同。

舉個(gè)例子，平穩(wěn)行駛中的公交車，坐在車?yán)锩娴娜送巴饪?，感覺到建筑物和樹木都是往后倒退的，這是因?yàn)檐嚴(yán)锏娜舜藭r(shí)以公交車為參考系，他手里拎著一個(gè)包，在同車的人看起來包是不動(dòng)的，這是因?yàn)橥嚨娜艘宰约汉凸卉嚍閰⒖枷?，包相對于他或公交車是靜止不動(dòng)的。

但站在路邊的人看起來包和公交車一起在運(yùn)動(dòng)，站在路邊的人以自己或地面為參考系，包和車子就在移動(dòng)。如果此時(shí)有一輛轎車從公交車旁邊快速開過去，地面上的人覺得兩輛車都在向前運(yùn)動(dòng)，這也是因?yàn)檎驹诘厣系娜艘缘孛鏋閰⒖枷担詢绍嚩荚谇斑M(jìn)。但是轎車司機(jī)以轎車為參考系，感覺到地面在后退，公交車也在后退，而公交車?yán)锏娜艘怨卉嚍閰⒖枷?，感覺到地面在后退，而轎車在往前運(yùn)動(dòng)，所以一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)，怎樣運(yùn)動(dòng)就決定于它相對于選取的參考系位置是否發(fā)生變化，怎樣變化。因此參考系的選擇對于描述物體的運(yùn)動(dòng)具有非常重要的意義，那么參考系的選取有什么原則呢？

參考系選取得當(dāng)，會(huì)使問題的研究變得簡潔、方便，當(dāng)然，凡是提到運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)該弄清楚是相對于哪個(gè)參考系而言的。通過上面的例子，實(shí)際上可以看出來參考系的選擇原則上是任意的，一般以觀察者方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡單的原則，因此在研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往選取地面為參考系。

關(guān)于參考系還有幾點(diǎn)需要注意的事項(xiàng)，因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)總是針對參考系而言的，所以凡是提到物體的運(yùn)動(dòng)都應(yīng)該先明確它是相對哪個(gè)參考系而言的。其次，在同一個(gè)問題當(dāng)中，若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或同一個(gè)物體在不同階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須要選擇同一個(gè)參考系。還有無論物體原來運(yùn)動(dòng)與否，運(yùn)動(dòng)情況如何，一旦把該物體選做參考系，它就被認(rèn)為是靜止的，因?yàn)樗鄬ψ约红o止，這也說明靜止具有相對性。

練習(xí)與應(yīng)用

1.平常說的“一江春水向東流”“地球的公轉(zhuǎn)”“鐘表的時(shí)針在轉(zhuǎn)動(dòng)”“太陽東升西落”等，分別是說什么物體相對什么參考系在運(yùn)動(dòng)？

分析：參考系的選擇原則上是任意的，一般以觀察者方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡單的原則。

答案：“一江春水向東流” 這道題很多學(xué)生給出的答案是岸，其實(shí)按照初學(xué)者的理解，以地面為參考系，說岸是參照物沒有問題，但是題目里說“向東流”，所以就算是以地面為參考系，也應(yīng)該是西邊的岸或者東邊的岸，也就是說水是從西邊流過來的，或者是向東邊流過去的。但一般建議東邊的岸為參考系。

“地球的公轉(zhuǎn)” 地球繞著太陽轉(zhuǎn)，參考系就是太陽。

“鐘表的時(shí)針在轉(zhuǎn)動(dòng)” 首先確定時(shí)針的運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)，那么表盤的中心應(yīng)該是參考系。其實(shí)對于分針和秒針來說，時(shí)針也在動(dòng)，但是這個(gè)運(yùn)動(dòng)不一定是轉(zhuǎn)動(dòng)了，不過在高中階段我們并不要求這么高，所以答案可以說是表盤，分針或者秒針。

“太陽東升西落” 這和第一個(gè)題差不多，帶有方向，就不能簡單地說以地面為參考系，要以東邊或者西邊的某個(gè)建筑物或者其他固定的物體為參考系。

2.將近1000年前，宋代詩人陳與義撐著小船在風(fēng)和日麗的春日出游時(shí)曾作了一首詩：飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動(dòng)，不知云與我俱東。是任意數(shù)性地表達(dá)了他對運(yùn)動(dòng)相對性的理解。詩中描述了什么物體的運(yùn)動(dòng)？它們分別是以什么物體為參考系的？你對詩人關(guān)于“榆堤”“云”“我”的運(yùn)動(dòng)與靜止的說法有沒有不同的認(rèn)識？

答案：在做這道題的時(shí)候，我一般要求學(xué)生先把這首詩解釋一下，但是能者寥寥無幾。

飛花兩岸照船紅：花是長在岸邊的，動(dòng)的只能是船，飛就說明船的速度比較快。照船紅說明花的顏色是紅色的。

百里榆堤半日風(fēng)：百里只是形容堤岸很長，并不是只有百里，榆堤說明岸邊種的是榆樹，半日風(fēng)是對應(yīng)百里來說的，還是形容船速比較快。就是說不到半日就走了百里多的距離。

臥看滿天云不動(dòng)：這句形容詩人此時(shí)的狀態(tài)和看到的景象，船在動(dòng)而云不動(dòng)。

不知云與我俱東：解釋了上一句的原因，就是船和云都在向東邊走，而且感覺速度差不多。

這樣答案就出來了，前兩句船以榆堤為參考系是運(yùn)動(dòng)的，后兩句詩人以船為參考系是靜止的，船以云為參考系是靜止的，人以云為參考系也是靜止的。

總結(jié)

什么是參考系？參考系就是在描述一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)選來作為標(biāo)準(zhǔn)參照的另外的物體或物體群。

物體的運(yùn)動(dòng)都是相對參考其而言的。

同一物體的運(yùn)動(dòng)選取不同的參考系，就會(huì)得到不同的觀察結(jié)果。

本文部分內(nèi)容來源于人教版《高一物理》（必修一）