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“运动的相对性”分析

2013-03-25黄健

初中生世界·八年级物理版 2013年1期
关键词:参照物题意树木

黄健

所谓“运动的相对性”,是指“对于同一个物体,由于选取的参照物不同,我们可以说它是运动的,也可以说它是静止的.机械运动的这种性质叫做运动的相对性”.由于该知识点涉及的直观现象需要想象和联想,需要从直观现象中进行抽象和分析,所以是一个难点.

首先,同学们要理解领会“运动是绝对的”这一基本观点.从哲学的角度看,运动和物质是不可分割的,物质是运动的,运动是物质存在的形式.任何物质都在运动中,因为我们所处的宇宙是运动的,月亮、人造卫星、地球、太阳、银河系等都是运动的物体,它们每分每秒都在发生位置改变.即使表面看起来是静止的东西,其内部的分子原子也在不停地运动着.哲学中所谈的运动,包括一切变化,如物理变化、化学变化、生物变化等,而不仅局限于位置的改变,如树木的生长、岩石的风化等都属于运动.而物理学中所谈物体的运动,只是指物体在位置上的变化,如河水的流动、星体的自转和公转、车辆在公路上的行驶等.所以,无论从哲学还是从物理的角度看物体,没有不运动的,也就是说,运动的存在是绝对的,这就是运动的绝对性的含义.

其次,同学们还要理解“运动的描述是相对的”这一基本观点.在物理学中,描述每个具体物体的机械运动情况时,首先都要选定一个参照物.描述同一个物体的运动,由于所选择的参照物不同,就有可能得出不同的结论.比如说,放在你面前的这本杂志,你认为它是静止的,这是因为你选择了桌子(或房间内的地板、墙壁,或房间外的树木、地面等)为参照物.但是参照物可以选择除研究对象以外的其他任意物体,如果我们选择太阳为参照物,那么我们就不难发现,其实这本杂志和桌子一起,都是在绕着地球转的,如果我们选择公路上正在疾驰的小汽车为参照物,杂志也是运动的.所以说,描述一个物体的运动都是相对于另一参照物而言的.所以对运动的描述是相对的,相对于不同的参照物,物体运动状态的描述结果可能是不同的.概括起来说,运动的绝对性,是哲学上就物质存在形式而言的;运动的相对性,是物理学中从描述机械运动的角度来说的,是两个不同的研究范畴,它们并不矛盾.当然,为了简便通常我们选择地面或固定在地面上的物体做参照物,此时参照物往往省略不讲.上文叙述的“在公路上疾驰的小汽车”,虽然没有说“相对于地面”这样的语句,但其实已选了地面上或地面上的某个静止不动的物体来做参照物.

第三,把握正确的步骤,注意空间及运动过程的想象,灵活解决与运动相对性有关的习题.要描述一个物体的运动情况,一般的步骤是:选择合适的参照物;根据题意展开想象,分析研究对象相对于参照物是否发生位置改变;得出结论.研究对象如果相对于参照物发生位置改变,我们就说它是运动的,如果没有发生位置改变,我们就说它是静止的.

解析 本题属于已知参照物判断研究对象的运动状态.根据解题步骤和题意,由于对接后“神舟八号”相对于“天宫一号”没有发生位置改变,所以答案应是“静止”.

例2 放学路上,小明和小红沿人行道步行,一辆汽车从身旁疾驰而过,如图2所示.司机说“你没动”是选定了 为参照物;小红说“真快”是选定了 为参照物.

解析 本题属于已知研究对象的运动状态,判断所选用的参照物.汽车上的乘客询问自己的运动状态,司机说“你没动”,意思是乘客没有发生位置改变,那么司机所选参照物的特征是相对于乘客没有发生位置改变的物体,可以是汽车车厢,也可以是司机自己,还可以是汽车内的固定物体,如座椅、仪表盘等.而小红说“真快”,意思是乘客不仅发生了位置改变,是运动的,而且运动还很快,那么小红所选参照物的特征肯定是相对于汽车、乘客已经发生位置改变的物体,可以使地面,也可以是小明,还可以是小红自己,还可以是路边的树木等.

例3 甲、乙两辆汽车行驶在平直的公路上,甲车上的乘客看乙车在向北运动.乙车上的乘客看到甲车和树木都向南运动.则以下说法中正确的是( ).

A.甲、乙两车可能都向南运动

B.甲、乙两车可能都向北运动

C.甲车向北运动,乙车向南运动

D.甲车一定在向南运动,乙车向北运动

解析 按照解题一般步骤,我们先确定出本题所说的几种运动情况的参照物.甲车上的乘客看到乙车在向北运动,他是以甲车为参照物的,乙车上的乘客看到甲车和树木都向南运动,他是以乙车为参照物的,而A、B、C、D四个选项中所描述的运动状态是以地面或固定在地面上的物体为参照物的.根据题意,我们可以首先确定出乙车相对于地面的运动状态.由于乙车上的乘客看到树木在向南运动,则乙车相对于地面肯定是向北运动.其次再确定甲车的运动状态.由于乙车上的乘客看到甲车在向南运动,则甲车相对于地面可能存在三种情况:一是甲车相对于地面静止,二是甲车相对于地面向南运动,三是甲车相对于地面向北运动,但速度比乙车慢一些.所以正确答案是B.

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