認識參照物

郭桂慶

我們平時看起來靜止的房屋、樹木真的靜止不動嗎？我們都知道：地球在自轉(zhuǎn)的同時還在圍繞太陽公轉(zhuǎn).地球在運動，地球上的一切物體都在運動.太陽系在運動，整個宇宙都在運動，世界是運動的，運動是絕對的.為了研究問題的方便，我們平時所說的運動和靜止都是相對的，都是相對于參照物而言.什么是參照物？為什么要選擇參照物？如何應用參照物判斷物體的運動和靜止？如何選擇參照物？讓我們一起來研究.

看過電影《閃閃的紅星》的同學，一定還記得其中有一段膾炙人口的歌詞：小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走.不理解的人會覺得奇怪，竹排在江水中行進是運動的，可青山是靜止不動的，怎能“兩岸走”呢？

這樣的情形在我們的生活中并不陌生，坐在汽車上我們看著窗外，覺得平時路旁靜止的樹木、房屋在迅速后退.為什么平時感覺靜止的樹木、房屋也“運動”起來了呢？這是因為我們在不知不覺中選定了一個判斷的標準.平時我們大都以路面或路面上靜止的物體作為判斷的標準，樹木、房屋與這些物體之間位置沒有發(fā)生改變，我們認為它們是靜止的.在汽車中觀察，我們不知不覺中選定了汽車或自己為判斷標準，樹木、房屋相對于汽車和自己的位置發(fā)生了改變（遠離我們），我們就感覺到它們在后退了.這里被選作標準的物體就是參照物.由此也可發(fā)現(xiàn)，不選擇參照物就不能確定物體的運動和靜止.

在物理學中，把一個物體相對于另一個物體位置（相對距離或相對方向）的改變稱為機械運動，簡稱運動.如果一個物體相對于另一個物體的位置（相對距離和相對方向）沒有發(fā)生變化，則稱這個物體是靜止的.這里的另一個物體就是參照物.

在前面的例子中同樣是樹木、房屋，以路面為參照物是靜止的，以汽車為參照物卻是運動的，這說明參照物選擇不同，判斷同一物體的運動狀態(tài)所得的結(jié)論往往不同，這就是運動和靜止的相對性，都是相對于所選擇的參照物而言.

根據(jù)運動和靜止的相對性，我們應如何選擇參照物呢？

參照物是可以任意選擇的，但選擇不同的參照物，對同一運動描述結(jié)果的復雜程度可能相差很大.因此，選擇參照物的原則是根據(jù)問題的需要和研究的方便選取.通常研究地面上物體的運動，往往選擇地面或相對于地面靜止的物體為參照物，在沒有特別說明的情況下，默認以地面或地面上靜止的物體為參照物.實際情況下，如何選擇參照物，必須從具體情況來考慮.例如，研究做勻速直線運動的列車上的物體的運動，常常以列車為參照物；“嫦娥二號”在剛發(fā)射時，主要研究它相對于地面的運動，所以把地球選作參照物；當它進入繞月球的運行軌道時，為研究方便，便將月球選作參照物，如圖1所示.

例1 在2008北京奧運圣火傳遞活動中，現(xiàn)場某記者同時拍下了固定在地面上隨風飄動的旗幟和附近的甲、乙兩火炬照片.如圖2所示，根據(jù)它們的飄動方向，可以判斷下列說法正確的是（ ）.

A.甲火炬一定靜止

B.甲火炬一定向右運動

C.乙火炬一定靜止

D.乙火炬一定向左運動

解析 解答這一問題時，如果選擇地面為參照物，解題過程就會十分繁雜.但若巧妙地以“風”——向左流動的空氣為參照物，就很容易判斷出乙火炬的火焰右偏，一定向左運動；而甲火炬的火焰偏左，有三種可能：①甲火炬向左運動，但速度比風速??；②甲火炬向右運動；③結(jié)合旗幟的飄動，確定甲火炬原地不動.所以得出答案是D選項.

例2 我們觀察到同步通信衛(wèi)星是靜止的，這是因為我們選擇的參照物是（ ）.

A.太陽 B.地球 C.月亮 D.火星

解析 如圖3，地球同步衛(wèi)星是一種永遠固定在地球上空某個位置的衛(wèi)星，衛(wèi)星在地球赤道上空運行時，由于運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，運行周期又與地球同步，以地球為參照物衛(wèi)星的位置沒有發(fā)生變化，是靜止的.因此，人們從地球上仰望衛(wèi)星，衛(wèi)星仿佛懸掛在太空靜止不動，又稱為靜止衛(wèi)星.所以答案選B.

例3 機場周圍不允許有鳥類飛行，以免撞毀飛機.這是因為（ ）.

A.以地面為參照物，鳥的速度很大

B.以機場內(nèi)步行的人為參照物，鳥的速度很大

C.以停在機場的飛機為參照物，鳥的速度很大

D.以正在飛行的飛機為參照物，鳥的速度很大

解析 由于飛機飛行時相對大地的速度是很大的，在空中遇到鳥類時，不論是同向還是反向飛行，以飛機為參照物，鳥類猶如一顆炮彈以極大的速度撞向飛機，會造成機毀人亡的事故.所以答案選D.