“刻舟”能“求劍”嗎

孔北京

戰(zhàn)國時期，一個楚國人坐船渡江，他不小心將身上佩帶的寶劍掉進水里了，于是就在船舷上刻了一個記號，說：“這是我的劍掉下去的地方，”然后就悠閑地等著船靠岸，船靠岸后，他立刻下水在有記號的水下摸他的寶劍，結(jié)果一無所獲。

這位楚國人錯在哪里了？從物理學(xué)的角度來看，他不了解運動的相對性，誤以為落水的劍相對于行船位置不變，從而造成了他“求劍”不得的結(jié)果。

一、了解運動的相對性

要了解運動的相對性，首先要知道機械運動的概念，物理學(xué)中，把一個物體相對于另一個物體位置的改變叫作機械運動，簡稱運動，要判斷一個物體是否運動，需要選擇一個參照物，如果一個物體相對于參照物的位置發(fā)生了改變，我們就說這個物體是運動的；如果一個物體相對于參照物的位置沒有發(fā)生改變，我們就說這個物體是靜止的。 例1 如圖1，把課本平放在桌面上，課本上放一筆袋。拉動課本使它沿桌面緩緩移動。

（1）若以課桌為參照物，則課本是____的，筆袋是____的。

（2）若以筆袋為參照物，則課本是____的，課桌是____ 的。

（3）若以課本為參照物，則筆袋是____的，課桌是____的。

分析：以課桌為參照物，課本和筆袋相對于課桌的位置均在發(fā)生改變，則它們是運動的，以筆袋為參照物，課本相對于筆袋的位置不變，是靜止的；而課桌相對于筆袋的位置發(fā)生了改變，是運動的，以課本為參照物，筆袋相對于課本的位置不變，是靜止的：而課桌相對于課本的位置發(fā)生了改變，是運動的。

答案：（1）運動 運動 （2）靜止運動 （3）靜止運動

從上例的分析可知，對于同一個物體，由于我們選取的參照物不同，它可以是運動的，也可以是靜止的，這就是運動的相對性，

在“刻舟求劍”的故事中，落水的劍相對于行船的位置在發(fā)生改變，是運動的，但楚國人卻以為劍相對于船是靜止的，想一想，以什么作為參照物，在何處作標(biāo)記，容易找到水中的劍？

二、運動的相對性在生產(chǎn)、科研和軍事上的應(yīng)用

例2 在新型飛機的研制中，將飛機模型放在風(fēng)洞中固定不動，讓強大的氣流迎面吹來，可模擬飛機在空中的飛行情況，飛機模型相對于地面是____的，相對于氣流是____的。

分析：固定在風(fēng)洞中的飛機模型相對于地面的位置是不變的，相對于迎面吹來的氣流在向前運動，

答案：靜止運動

例3“兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來，，兩句詩所描寫的運動情況分別以什么作為參照物？若要把這兩種運動情況拍攝出來，攝影機的位置如何選擇7

分析：“兩岸青山相對出”中的“山”相對于“孤帆”的位置發(fā)生了改變，即以“孤帆”為參照物，“山”是運動的；“孤帆一片日邊來”中的“孤帆”相對于“岸”或“山”的位置發(fā)生了改變，即以兩岸的“山”為參照物，“孤帆”是運動的，要把“兩岸青山相對出”的畫面拍攝出來，攝影機應(yīng)架設(shè)在相對于“山”是運動的物體（如“孤帆”）上，對著山進行拍攝；要把“孤帆一片日邊來”的畫面拍攝出來，攝影機應(yīng)架設(shè)在岸邊或山上，對著“孤帆”進行拍攝，

答案：前一句以“孤帆”為參照物，后一句以“兩岸青山”為參照物，攝影機分別架設(shè)在行船上和山上。

例4 如圖2所示是收割谷物時在田間行駛的收割機和接收谷物的汽車。它們運動的速度大小

（填“相等”或“不等”），運動方向____（填“相同”或“相反”），這樣才能保證收割過程中經(jīng)收割機脫粒好的谷物落人汽車的車廂內(nèi)，此時，它們處于相對____（填“運動”或“靜止”）狀態(tài)，

分析：收割谷物時，在田間行駛的收割機和接收谷物的汽車的速度大小和運動方向都相同時，相對位置才不發(fā)生改變，即處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，與此類似，飛機在空中加油時，受油機必須和加油機保持相對靜止。

答案：相等相同靜止

例5 一只飛鳥將飛機的機頭撞壞了，設(shè)鳥在空中飛行的速度為2m/s。迎面而來的飛機速度為150m/s，若以飛行的飛機為參照物，鳥的速度為____m/s，這么大的相對速度足以撞壞飛機。

分析；當(dāng)兩個物體相向（或反向）運動時，以其中一個物體為參照物，另一物體的相對速度大小為兩個物體速度大小之和：當(dāng)兩個物體同向運動時，以其中一個物體為參照物。另一物體的相對速度大小為兩個物體速度大小之差，小鳥迎著飛機飛來。小鳥相對于飛機的速度為2m/s+150m/s=152m/s。

答案：152

學(xué)即用，練一練：

1.小明坐在行駛的列車上，以車廂為參照物，小明是____的，因為小明相對于車廂的位置____；路邊的樹木是____的，因為樹木相對于車廂的位置____。 2.2013年6月11日凌晨，“神舟”十號飛船與“天宮”一號目標(biāo)飛行器從對接機構(gòu)接觸開始。經(jīng)過捕獲、緩沖、拉回、鎖緊四個步驟，實現(xiàn)剛性連接，形成組合體，如圖3所示，那么，對接后的“神舟”十號飛船相對下列哪一個參照物是靜止的？（ ） A.月球

B.地球 C.太陽

D.“天宮”一號飛行器 3.甲車在平直的公路上勻速行駛。某時刻經(jīng)過乙車旁時，甲車座位上的乘客從車窗看到乙車和地面上的樹木都向東運動，由此可判斷（

）。

A.甲、乙兩車一定都向東運動

B.甲、乙兩車一定都向西運動

C.甲車一定向西運動，乙車可能向東運動

D.甲車一定向東運動，乙車可能向西運動

4.房屋上的煙囪冒出的煙和甲、乙兩車上小旗飄動的情況如圖4所示，試討論甲、乙兩車相對于房子的運動情況，

參考答案：

1_靜止不變運動 改變 2.D 3.C 4.甲相對于房子可能靜止、向右運動或向左運動（車速小于風(fēng)速），乙相對于房子向左運動（車速大于風(fēng)速）。

責(zé)任編輯 程哲