為什么在行駛的車里看遠處的景物與車同向運動

程元生

(安徽省鳳陽中學 安徽 滁州 233100)

我們坐在行駛的車里，看路邊的樹木或電線桿時，感覺到樹木或電線桿是向車后退去，即樹木或電線桿的運動和車的運動是相反的.而當我們極目遠眺較遠處的景物時，感到遠處的景物是和車同方向運動的.

路邊的樹木或電線桿和車的運動方向相反，初中物理從參照物的選擇和運動的相對性很容易解釋和理解，但為什么看遠處的景物與車是同向運動呢?

這要從參考系的系統(tǒng)性角度回答這個問題.雖然初中物理課本中，為了便于學生理解，用參照物來代替參考系的概念，但是孤立的幾何點是不能充當參照物的.初中物理教學中，我們選擇作為參照物的物體并不是孤立的點，最起碼有前后左右的方位，就是說它是一個系統(tǒng).

下面我們具體解釋一下引起上述問題的原因.

如圖1所示，箭頭方向為車(圖中長方形)行駛方向，設某一時刻，人(A點)、車窗(B點)、近處景物(C點)、遠處景物(D點)在與車行駛方向垂直的同一直線上.

圖1 某時刻各物體的相對位置

當車行駛一段距離后，人(A點)和車窗(B點)已經(jīng)超過了近處景物(C點)和遠處景物(D點)，如圖2所示.

此時，人觀察近處景物(C點)時，是以人(A點)和車窗(B點)的連線來判斷近處景物(C點)的運動情況的，即近處景物(C點)相對于車是向相反方向運動的.

圖2 車行駛一段時間后各物體的相對位置

當人(A點)透過車窗(B點)去觀察遠處景物(D點)的運動時，已經(jīng)不自覺地變換了參考系，即不再以人(A點)和車窗(B點)的連線作為參考系，而是以車窗(B點)和近處景物(C點)的連線作為參考系，這樣，遠處景物(D點)已經(jīng)超越了這個連線，跑到了連線的前面去了，如圖3所示.

圖3 以B和C的連線為參考系，D點的位置示意圖

我們將車窗(B點)和近處景物(C點)的連線想像為不動的，恢復到原來的位置，如圖4所示，發(fā)現(xiàn)遠處景物(D點)和車的運動方向相同，并且有向右前方旋轉(zhuǎn)的感覺.

圖4 設B和C連線不動觀察D點運動示意圖