董国荣 徐文宝
我们要判断一个物体是运动还是静止,必须事先假定一个标准物体,这个被选作标准的假定不动的物体,在物理学上称作参照物,我们常说的物体是运动还是静止,都是将这个被研究的物体与参照物比较的结果,具体的讲:是看被研究的物体与参照物之间的位置变化,位置改变了,物体就是运动的,位置不改变物体就是静止的,因此,物体的运动和静止是相对于参照物而言的,也就是说:运动和静止是相对的,
对参照物的认识主要注意以下几点:
①参照物的选择实际是人们一种无意识的活动,人们习惯常以地面或固定在地面上的物体作为参照物,这种情况下,往往参照物可略去不提,如奔跑的骏马,刺破夜空的流星,飞舞的蝴蝶等。
②参照物是可以任意选择的,你认为不动的物体可以作为参照物,动的物体也可以作为参照物,如我们要判断一辆汽车在马路上行驶的状况,既可以地面为参照物,又可以相对于地面静止的树木为参照物,还可以马路上行驶的汽车为参照物等。
③参照物选择不同判断结果就不同,同一物体是运动还是静止,取决于所选的参照物,如你坐在行驶的汽车里,看路旁的树木、建筑物向后闪过,你会说“我是运动的”,而你看看与你同速、同向行驶的列车,你又会说:“我是静止的”。
例1电影《闪闪的红星》主题歌的前两句歌词是:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,试说明这两句歌词各是以什么为参照物来描述运动的?
析与解:本题中涉及到竹排、青山等物体,在第一句话中,观察的对象是“竹排”,若以另一物体“青山”作标准,竹排是运动的(江中游),所以青山是参照物;在第二句话中,观察的对象是“青山”,若以另一物体“竹排”作标准,青山是运动的(两岸走),所以竹排是参照物。
④判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化,若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的。
例2怎样解释法国飞行员在空中能顺手抓住一颗飞行的子弹?
析与解:本题研究对象是子弹,射出的子弹在空中飞行时,由于受到阻力影响,速度将逐渐减小,当子弹到达飞行员和他驾驶的飞机(驾驶舱不密闭)旁边时,如果子弹正好与飞机同向,且飞行的速度相同(或差不多),选飞机为参照物,因子弹与飞机之间没有位置变化,所以子弹相对于飞机来说就是静止的。飞行员顺手把它抓住自然就不会受到伤害。
⑤参照物一定要选择合适,选择好参照物,会把相对运动问题的解答过程简化,使问题的处理简洁、明快、一目了然。
例3在一条行驶得十分平稳的船的甲板上,头尾分别立有两个靶子,有两名射手,一个在船头,一个在船尾,用同样的枪支同时向对面靶子射击,问谁的子弹先打中靶子?(设子弹飞行速度相同)
析与解:本题若选河岸为参照物,则在船头射出的子弹除有一速度外,船尾靶子还有一个迎着子弹的速度(船行速度);在船尾射出的子弹除有一速度外,船头靶子还有一个远离子弹的速度(船行速度),显然,按上述思路是很难作出正确解答的,若选行驶的船为参照物,人、靶子都是静止的,本题就很容易得到答案:用同样的枪支射出的子弹相对于船的速度相等且不变,因此站在船头、船尾的人同时向对面靶子射击时,两人射出的子弹将同时击中靶子。