“刻舟”能“求剑”吗

孔北京

战国时期，一个楚国人坐船渡江，他不小心将身上佩带的宝剑掉进水里了，于是就在船舷上刻了一个记号，说：“这是我的剑掉下去的地方，”然后就悠闲地等着船靠岸，船靠岸后，他立刻下水在有记号的水下摸他的宝剑，结果一无所获。

这位楚国人错在哪里了？从物理学的角度来看，他不了解运动的相对性，误以为落水的剑相对于行船位置不变，从而造成了他“求剑”不得的结果。

一、了解运动的相对性

要了解运动的相对性，首先要知道机械运动的概念，物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置的改变叫作机械运动，简称运动，要判断一个物体是否运动，需要选择一个参照物，如果一个物体相对于参照物的位置发生了改变，我们就说这个物体是运动的；如果一个物体相对于参照物的位置没有发生改变，我们就说这个物体是静止的。 例1 如图1，把课本平放在桌面上，课本上放一笔袋。拉动课本使它沿桌面缓缓移动。

（1）若以课桌为参照物，则课本是____的，笔袋是____的。

（2）若以笔袋为参照物，则课本是____的，课桌是____ 的。

（3）若以课本为参照物，则笔袋是____的，课桌是____的。

分析：以课桌为参照物，课本和笔袋相对于课桌的位置均在发生改变，则它们是运动的，以笔袋为参照物，课本相对于笔袋的位置不变，是静止的；而课桌相对于笔袋的位置发生了改变，是运动的，以课本为参照物，笔袋相对于课本的位置不变，是静止的：而课桌相对于课本的位置发生了改变，是运动的。

答案：（1）运动 运动 （2）静止运动 （3）静止运动

从上例的分析可知，对于同一个物体，由于我们选取的参照物不同，它可以是运动的，也可以是静止的，这就是运动的相对性，

在“刻舟求剑”的故事中，落水的剑相对于行船的位置在发生改变，是运动的，但楚国人却以为剑相对于船是静止的，想一想，以什么作为参照物，在何处作标记，容易找到水中的剑？

二、运动的相对性在生产、科研和军事上的应用

例2 在新型飞机的研制中，将飞机模型放在风洞中固定不动，让强大的气流迎面吹来，可模拟飞机在空中的飞行情况，飞机模型相对于地面是____的，相对于气流是____的。

分析：固定在风洞中的飞机模型相对于地面的位置是不变的，相对于迎面吹来的气流在向前运动，

答案：静止运动

例3“两岸青山相对出，孤帆一片日边来，，两句诗所描写的运动情况分别以什么作为参照物？若要把这两种运动情况拍摄出来，摄影机的位置如何选择7

分析：“两岸青山相对出”中的“山”相对于“孤帆”的位置发生了改变，即以“孤帆”为参照物，“山”是运动的；“孤帆一片日边来”中的“孤帆”相对于“岸”或“山”的位置发生了改变，即以两岸的“山”为参照物，“孤帆”是运动的，要把“两岸青山相对出”的画面拍摄出来，摄影机应架设在相对于“山”是运动的物体（如“孤帆”）上，对着山进行拍摄；要把“孤帆一片日边来”的画面拍摄出来，摄影机应架设在岸边或山上，对着“孤帆”进行拍摄，

答案：前一句以“孤帆”为参照物，后一句以“两岸青山”为参照物，摄影机分别架设在行船上和山上。

例4 如图2所示是收割谷物时在田间行驶的收割机和接收谷物的汽车。它们运动的速度大小

（填“相等”或“不等”），运动方向____（填“相同”或“相反”），这样才能保证收割过程中经收割机脱粒好的谷物落人汽车的车厢内，此时，它们处于相对____（填“运动”或“静止”）状态，

分析：收割谷物时，在田间行驶的收割机和接收谷物的汽车的速度大小和运动方向都相同时，相对位置才不发生改变，即处于相对静止状态，与此类似，飞机在空中加油时，受油机必须和加油机保持相对静止。

答案：相等相同静止

例5 一只飞鸟将飞机的机头撞坏了，设鸟在空中飞行的速度为2m/s。迎面而来的飞机速度为150m/s，若以飞行的飞机为参照物，鸟的速度为____m/s，这么大的相对速度足以撞坏飞机。

分析；当两个物体相向（或反向）运动时，以其中一个物体为参照物，另一物体的相对速度大小为两个物体速度大小之和：当两个物体同向运动时，以其中一个物体为参照物。另一物体的相对速度大小为两个物体速度大小之差，小鸟迎着飞机飞来。小鸟相对于飞机的速度为2m/s+150m/s=152m/s。

答案：152

学即用，练一练：

1.小明坐在行驶的列车上，以车厢为参照物，小明是____的，因为小明相对于车厢的位置____；路边的树木是____的，因为树木相对于车厢的位置____。 2.2013年6月11日凌晨，“神舟”十号飞船与“天宫”一号目标飞行器从对接机构接触开始。经过捕获、缓冲、拉回、锁紧四个步骤，实现刚性连接，形成组合体，如图3所示，那么，对接后的“神舟”十号飞船相对下列哪一个参照物是静止的？（ ） A.月球

B.地球 C.太阳

D.“天宫”一号飞行器 3.甲车在平直的公路上匀速行驶。某时刻经过乙车旁时，甲车座位上的乘客从车窗看到乙车和地面上的树木都向东运动，由此可判断（

）。

A.甲、乙两车一定都向东运动

B.甲、乙两车一定都向西运动

C.甲车一定向西运动，乙车可能向东运动

D.甲车一定向东运动，乙车可能向西运动

4.房屋上的烟囱冒出的烟和甲、乙两车上小旗飘动的情况如图4所示，试讨论甲、乙两车相对于房子的运动情况，

参考答案：

1_静止不变运动 改变 2.D 3.C 4.甲相对于房子可能静止、向右运动或向左运动（车速小于风速），乙相对于房子向左运动（车速大于风速）。

责任编辑 程哲