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我们生活在茫茫宇宙中一颗被称为地球的行星上;地壳的运动形成了高山和峡谷;江河的流动成就了沟壑与平原;地球的自转带来了昼夜分明,而它的公转展示四季更替,让我们领略了春夏秋冬的风采;骆驼凭深浅不一的脚印在沙漠留下运动的踪迹;飞机用美丽如虹的弧线,在碧空中划出运动的轨迹;轮船以扇形的水流,在沧海中冲出运动的印记;车水马龙,川流不息的人类更是无时无刻不用运动阐述生命的价值……
无论是微观粒子还是宇宙天体,世间万物无时无刻不在以各种形式展示着运动,运动的世界丰富多彩、变化万千,现在让我们一起走进这神奇的运动世界.
一、运动的描述
描述运动的方式多种多样.诗人用语言的韵律和意境赞美运动;画家用形态和色彩描绘运动;音乐家用旋律和节奏表现运动;健儿用舒展的肢体诠释运动.描述运动的词语、诗句、音乐及绘画等都是那么美妙、精彩.
我们怎样用科学的方法描述一个物体的运动呢?
研究物体运动之前,要选定一个用来判断一个物体是否运动的参照物.物体的空间位置(相当于参照物的远近和方位)随时间发生变化,称为机械运动,简称运动.一个物体是否运动、怎样运动,都取决于所选的参照韧.例如:司机开着车行驶在高速公路上,以车为参照物,司机是静止的,以路面为参照物,司机是运动的;李明和王红晚餐后并肩散步,以路旁的树木为参照物,他们两位都是运动的,若以李明为参照物,王红是静止的;树木房屋相对于大地是静止的,若以行驶的车为参照物,它们都是运动的.从这里我们可得到一个结论:在研究机械运动时,由于选择了不同的参照物,对同一物体做机械运动的情况描述就可能不同,这就是运动和静止的相对性.正是这种运动的相对性,为运动的世界又增添了新的神奇.
二、相对性的神奇
1.“天鹅”成为“炮弹”
1962年11月,美国马里兰州上空的一架飞机“子爵号”正平稳地飞行,突然一声巨响,飞机坠落,飞机上的人全部遇难.原来这架飞机和一只飞翔的天鹅碰撞了,天鹅变成了“炮弹”,击毁了赫赫有名的“子爵号”飞机.在天空中慢慢飞翔的天鹅怎么会有这么大的破坏力呢?这是因为,尽管天鹅相对于地面速度不太大,但飞机以极快的速度向天鹅飞去,以飞机为参照物,即相当于天鹅以极快的速度向飞机飞来.速度愈快,撞击的能量愈大,因此,天鹅撞毁了飞机.
2.“赠品”变成“丧礼”
1924年,从苏俄的圣彼得堡到吉福里斯之间举行赛车,当车辆经过高加索地带的村落,农民们便抛出西瓜或水果表示欢迎,没想到这些朴实农民所抛送的赠品,却引起意想不到的危害.不幸被西瓜击中的汽车车体,或凹陷,或破坏,甚至赛车选手也因被苹果打中而身负重伤.西瓜、苹果为什么成了使汽车车体破坏严重的“丧礼”?
3.“高速”变成“静止”
《趣味物理学》这本书里提到:第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000m高空飞行的时候,发现脸旁有一个小东西.飞行员以为是一只小昆虫便敏捷地把它一把抓了过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗德国子弹.这名法国飞行员怎么会有这么大的本领呢?什么情况下我们也能顺手抓住一颗飞行的子弹呢?
从枪中发射出的高速度子弹,人如果抓它将会对人体造成极大的伤害,但放在桌上的子弹,你敢抓吗?敢!如果你坐在疾驰的列车里,若你面前的桌子上有一颗子弹,这颗子弹相对于地面的树木可是在高速运动,你敢抓这颗子弹吗?毫无疑问,敢抓!虽然子弹在随车一起高速运动,但它相对于人总是静止的.飞行员能抓住子弹,且对飞行员没有造成伤害,其根本原因在于子弹相对于飞机是静止的.当子弹相对于人静止时,人就能顺手抓子弹.
4.“静止”确保“成功”
运动场上,举行接力赛跑的时候,两个奔跑的运动员也是应用相对静止的原理交接接力棒的.利用类似的道理,还可以给高速飞行的飞机在空中加油.一架注油机和一架轰炸机边飞行边靠拢,靠拢后它们的速度大小和方向相同,相对速度等于零,这样注油机就可以在空中给轰炸机加油.“神舟八号”与“天宫一号”成功交会对接也应用了相对静止的原理.在这一过程中,“神舟八号”积极主动,高速接近“天宫一号”,“天宫一号”慢慢后退,最终零距离地相拥到一起,实现了“神舟八号”与“天宫一号”的亲吻.
无论是微观粒子还是宇宙天体,世间万物无时无刻不在以各种形式展示着运动,运动的世界丰富多彩、变化万千,现在让我们一起走进这神奇的运动世界.
一、运动的描述
描述运动的方式多种多样.诗人用语言的韵律和意境赞美运动;画家用形态和色彩描绘运动;音乐家用旋律和节奏表现运动;健儿用舒展的肢体诠释运动.描述运动的词语、诗句、音乐及绘画等都是那么美妙、精彩.
我们怎样用科学的方法描述一个物体的运动呢?
研究物体运动之前,要选定一个用来判断一个物体是否运动的参照物.物体的空间位置(相当于参照物的远近和方位)随时间发生变化,称为机械运动,简称运动.一个物体是否运动、怎样运动,都取决于所选的参照韧.例如:司机开着车行驶在高速公路上,以车为参照物,司机是静止的,以路面为参照物,司机是运动的;李明和王红晚餐后并肩散步,以路旁的树木为参照物,他们两位都是运动的,若以李明为参照物,王红是静止的;树木房屋相对于大地是静止的,若以行驶的车为参照物,它们都是运动的.从这里我们可得到一个结论:在研究机械运动时,由于选择了不同的参照物,对同一物体做机械运动的情况描述就可能不同,这就是运动和静止的相对性.正是这种运动的相对性,为运动的世界又增添了新的神奇.
二、相对性的神奇
1.“天鹅”成为“炮弹”
1962年11月,美国马里兰州上空的一架飞机“子爵号”正平稳地飞行,突然一声巨响,飞机坠落,飞机上的人全部遇难.原来这架飞机和一只飞翔的天鹅碰撞了,天鹅变成了“炮弹”,击毁了赫赫有名的“子爵号”飞机.在天空中慢慢飞翔的天鹅怎么会有这么大的破坏力呢?这是因为,尽管天鹅相对于地面速度不太大,但飞机以极快的速度向天鹅飞去,以飞机为参照物,即相当于天鹅以极快的速度向飞机飞来.速度愈快,撞击的能量愈大,因此,天鹅撞毁了飞机.
2.“赠品”变成“丧礼”
1924年,从苏俄的圣彼得堡到吉福里斯之间举行赛车,当车辆经过高加索地带的村落,农民们便抛出西瓜或水果表示欢迎,没想到这些朴实农民所抛送的赠品,却引起意想不到的危害.不幸被西瓜击中的汽车车体,或凹陷,或破坏,甚至赛车选手也因被苹果打中而身负重伤.西瓜、苹果为什么成了使汽车车体破坏严重的“丧礼”?
3.“高速”变成“静止”
《趣味物理学》这本书里提到:第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000m高空飞行的时候,发现脸旁有一个小东西.飞行员以为是一只小昆虫便敏捷地把它一把抓了过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗德国子弹.这名法国飞行员怎么会有这么大的本领呢?什么情况下我们也能顺手抓住一颗飞行的子弹呢?
从枪中发射出的高速度子弹,人如果抓它将会对人体造成极大的伤害,但放在桌上的子弹,你敢抓吗?敢!如果你坐在疾驰的列车里,若你面前的桌子上有一颗子弹,这颗子弹相对于地面的树木可是在高速运动,你敢抓这颗子弹吗?毫无疑问,敢抓!虽然子弹在随车一起高速运动,但它相对于人总是静止的.飞行员能抓住子弹,且对飞行员没有造成伤害,其根本原因在于子弹相对于飞机是静止的.当子弹相对于人静止时,人就能顺手抓子弹.
4.“静止”确保“成功”
运动场上,举行接力赛跑的时候,两个奔跑的运动员也是应用相对静止的原理交接接力棒的.利用类似的道理,还可以给高速飞行的飞机在空中加油.一架注油机和一架轰炸机边飞行边靠拢,靠拢后它们的速度大小和方向相同,相对速度等于零,这样注油机就可以在空中给轰炸机加油.“神舟八号”与“天宫一号”成功交会对接也应用了相对静止的原理.在这一过程中,“神舟八号”积极主动,高速接近“天宫一号”,“天宫一号”慢慢后退,最终零距离地相拥到一起,实现了“神舟八号”与“天宫一号”的亲吻.