運動和靜止的物理探究

在我國的古代詩文中，有很多內(nèi)容與物理課文中的參照物知識有著一定的聯(lián)系。

首先來看唐代詩人李白的名句“兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來。”這句意境開闊，氣象雄偉的詩，暗含著物理學(xué)中參照物的知識。青山“出”說明青山在運動，夾江對峙的天門山，似乎正迎面向詩人走來，可是山為什么會運動呢？很顯然，這里是因為作者選取了“帆船”作為參照物，才感覺到山是運動的。

再看下一句“孤帆一片日邊來”，孤帆會運動，是以文中的青山作為參照物的。有不少學(xué)生往往把帆船的運動參照物選取成太陽，這是錯誤的，太陽只能顯示了帆船開來的方向，判斷不出帆船是運動或靜止的。

到了初中階段，不少同學(xué)在學(xué)習(xí)“運動”與“靜止”的時候，與生活中理解的“運動”產(chǎn)生混淆。不少學(xué)生感到困惑：樹木，明明是靜立不動的，為什么我們有時候又說它是運動的呢？對此，同學(xué)們感到難以置信。

如何正確理解，并且判斷物體的運動和靜止？這就需要同學(xué)們?nèi)鎸W(xué)習(xí)和理解、運用參照物。

一、參照物的認知

1.參照物的定義

為研究物體的運動假定不動的物體叫做參照物，也就是說要判斷物體是在運動還是靜止，要以另外的哪個物體作標(biāo)準(zhǔn)。這個被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體就是參照物。

2.參照物的特點

（1）客觀性

宇宙中萬事萬物都是永不停息地運動著的，沒有絕對靜止的物體。平時，我們說某個物體是運動的還是靜止的，都是相對另一物體而言的，在描述物體的運動情況時，無論是否提到參照物，參照物總是存在的，這就是參照物的客觀性。

例1：毛澤東《送瘟神》中的詩句：“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河。”

解析：第一句：以地心為參照物，地面繞地心轉(zhuǎn)八萬里。其中“坐地”是相對于地面是靜止的，而“日行”則是相對于太陽在運動的。第二句：以月亮或其他天體為參照物在那可看到地球上許多河流。兩句中，無論是地心還是月亮，均是客觀存在的。

（2）假定性

參照物只是假定不動而不是真的不動，與其他物體一樣，它也處在永恒的運動之中，這便是參照物的假定性。

例2：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”，下列關(guān)于這兩句話所選擇的參照物的說法中，正確的是（？搖 ？搖）

A.前句、后句都是青山？搖？搖 B.前句、后句都是竹排

C.前句是青山，后句是竹排？搖？搖 D.前句是竹排，后句是青山

解析：這是兩個物體之間相互作為參照物的情況。在第一句中，觀察的對象是“竹排”，竹排在運動，是以青山為參照物。而在第二句中，青山為什么會在動，則是以竹排為參照物。當(dāng)選擇竹排為參照物時，假定竹排是靜止的。答案應(yīng)為C。

（3）多重性

確定一個物體是運動的還是靜止的，關(guān)鍵是看選擇什么物體作為參照物。因此，我們研究的運動是相對運動，這便是參照物的多重性，也就是說，對同一物體的研究，可以選取不同的參照物，并且，當(dāng)所選取的參照物不同時，對物體運動描述的結(jié)果也往往不同。

例3：唐朝《浣溪沙》中“滿眼風(fēng)光多閃爍，看山恰似走來迎；仔細看山山不動，是船行。”山的動與不動分別是以什么作為參照物。

解析：作者對乘船情景的描述涉及參照物的選取問題。以不同的物體作為參照物得到的觀察結(jié)論往往是不一樣的。在詞中，作者先是以船為參照物，得出“山來迎”的判斷，接著又以灘頭作為參照物得出“山不動”、“是船行”的結(jié)論。

二、參照物的選擇

參照物是可以任意選擇的。對于同一個物體，選用的參照物不同，其運動情況的描述也就不一樣。如果參照物選擇得當(dāng)，就將有利于問題的解答，簡化解題過程。

1.判斷標(biāo)準(zhǔn)：位置變化

判斷一個物體是運動的還是靜止的，要看這個物體與所選參照物之間是否有位置變化。若位置有變化，則物體相對于參照物是運動的；若位置沒有變化，則物體相對于參照物是靜止的。

例4：下面是我國宋代詩人陳與義所寫的《襄邑道中》的絕句：

飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)。

臥看滿天云不動，不知云與我俱東。

解析：為什么作者以為滿天云不動，事實上卻是云與我“俱東”（在同一個方向動）呢？這是以榆堤為參照物，云與作者和榆堤相比較發(fā)生了位移，因此“云與我”都在運動。但是對于“我”來說，云卻是不運動的，為什么呢？原來云與“我”的位置沒有發(fā)生改變，因此云相對于“我”這個參照物是靜止的。

2.選擇參照物時的注意事項

（1）參照物應(yīng)使問題簡單化

在解題的過程中，同學(xué)們要注意思考物體是相對于哪個物體在動？在研究地球上物體的運動情況時，一般選取地面或相對于地面靜止的物體作為參照物，例如我們往往選擇地面，地面上的樹木或者建筑，等等，而且可以不加以說明。當(dāng)我們說某個運動員在跑步，其實就是以地面為參照物。

而若選取其他合適的物體作為參照物，則要作出說明。如前面的詩句“兩岸青山相對出”中的青山很明顯是相對于船發(fā)生了位移，因而在運動。

如果是研究宇宙中天體的運動情況時，那么為了讓問題簡單化，我們往往選擇太陽作為參照物。此外在選擇參照物時，要注意參照物一定是一個具體的物體，不能說地平線、海平面，等等。

（2）參照物不能選擇被研究的物體作為參照物

因為自己以自己作為參照物，任何物體的位置是永遠不變的，也就是這一物體永遠處于靜止?fàn)顟B(tài)。

例5：蘇軾三十六歲那年去杭州赴通判任，路過安徽，乘船出穎口，初見淮山，曾賦詩一首，寫下了從船上觀山的感受：

我行日夜向江海，楓葉蘆花秋興長。

平淮忽迷天遠近，青山久與船低昂。

（《出穎口初見淮山，是日至壽州》）

解析：詩人在船上看淮山，煙霧迷漫，遠近難辨，覺得青山卻像行船一樣在高低起伏。其實，青山并未低，而是船在水中起伏，人在船上也隨之波動，以人為參照物，看岸上青山似乎也在顛簸起伏。但是如果我們以青山為參照物呢？青山就永遠處于靜止?fàn)顟B(tài)。

如果詩人都以物體本身為參照物，我們就讀不到這么多蘊含著運靜哲理的詩句了。

世界萬物，有動有靜，變化不盡。動和靜，這是物質(zhì)運動的存在方式和表現(xiàn)形態(tài)。只有選好參照物，才能夠真正理解動與靜。

參考文獻：

[1]陳振祥.參照物的選擇及變化例談[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2011.1：28-29.

[2]金厚龍.挖掘古詩詞中的物理美學(xué)教育[J].中學(xué)物理，2010.10：64-65.

[3]夏夫山.如何選擇參照物[J].初中生世界（八年級物理版），2011（1）.