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5.4 《运动的相对性》 学案
学习目标：
1. 知道我们生活在一个不停运动着的世界中，能举例说明常见的运动现象．
2. 知道什么是机械运动，能判断物体的运动是否是机械运动．(重点)
2. 了解人们描述运动的不同方式，举出生活中、文学、绘画等作品中描述运动的例子．
3. 知道如何用科学语言描述物体的运动和静止，了解参照物的概念及其选取的方法．(重、难点)
4. 能举例说明运动和静止的相对性．
学习过程：
知识梳理
一、机械运动
1.概念：物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置改变的过程叫做机械运动，简称运动．
实例：火箭的升空、太阳东升西落、河水奔流、潮起潮落、鸟儿飞翔等．机械运动是一种最普通、最基本的运动．
注意：物体位置的改变是指物体间距离及方位的变化，可以从以下三个方面理解机械运动．
(1)自然界中物质的运动有多种形式，如热运动、电荷的运动等，这里所说的机械运动只研究与物体位置变化有关的运动；
(2)运动具有普遍性，宇宙中的一切物体都运动的；
(3)无论是肉眼看不见的微观粒子，还是庞大的宇宙天体，都在不停地运动着．
2.运动和静止
运动和静止是相对的，都是相对于参照物而言的．若物体相对于参照物的位置发生改变，则物体是运动的；若物体相对于参照物的位置没有发生改变，则物体是静止的．
3.参照物
如何选取参照物？参照物的选择遵循简单实用易见的原则，不要选一些偏的、怪的物体．
(1)参照物的选取是任意的，任何物体都可充当参照物．
(2)描述物体运动或静止时，若未提及参照物，一般是默认地面(或固定在地面上的物体)为参照物．
(3)参照物不能选取研究对象本身．
(4)对同一物体运动情况的描述，选取不同的参照物，结果可能不同，即可能是运动的，也可能是静止的；可能这样运动，也可能那样运动．这就是机械运动的相对性．
(5)参照物的选取虽然是任意的，但在研究具体问题时，应注意选择最方便解决问题的参照物．比如研究地面上物体的运动，一般选取地面为参照物；研究火车车厢里物体的运动，则选车厢为参照物．
(6)由于运动是绝对的，静止是相对的，所以参照物也可以理解为是假定不动的物体．
【例1】　下列成语中描述的不是机械运动的是(　　)．
A. 南辕北辙　　B. 夸父追日　　C. 顺水推舟　　D. 精忠报国
精析：机械运动指被研究的物体位置相对于参照物来说是改变的，A、B、C三项中都有物体位置的相对移动，而精忠报国是说一个人的品质，与机械运动无关，故应选D.
解答：D
【例2】　五一假期，小明与父母乘长途汽车外出旅游，小明看见前面的小车与他的距离保持不变，后面的卡车离他越来越远．如果以长途汽车为参照物，小车是________(填“静止”或“运动”)的，卡车是________(填“静止”或“运动”)的．小明爸爸说小明没有动，这是由于他所选的参照物是________．
精析：小车相对于长途汽车的位置不改变，所以它是静止的．卡车离长途汽车越来越远，所以它是运动的．小明相对爸爸的位置不变，所以小明不动是以爸爸为参照物的．
解答：静止　运动　他自己
【例3】　观察不同时刻拍摄的甲、乙两组照片(如图)，其中能判断是飞机还是汽车在运动的是________组．
精析：判断飞机和汽车的运动情况，首先应确定参照物，在未提及参照物的情况下，一般是默认地面(或固定在地面上的物体)为参照物．从图乙中不难看出，以树为参照物，飞机相对于树的位置发生了变化，因此飞机是运动的，而汽车相对于树的位置没有发生变化，因此汽车是静止的．
解答：乙
【例4】　如图所示，以同样快慢、向同一方向前进的拖拉机和收割机一起在田野里收割小麦．以________为参照物，拖拉机是运动的；以收割机为参照物，拖拉机是________的．
精析：拖拉机与地面的位置发生改变，则以地面为参照物，拖拉机是运动的；拖拉机与收割机的位置没有发生变化，则以收割机为参照物，拖拉机是静止的．
解答：地面　静止
二、“运动和静止相对性”的实际应用
对同一物体运动情况的描述，选取不同的参照物，结果可能不同，即可能是运动的，也可能是静止的；可能这样运动，也可能那样运动．这就是机械运动的相对性．
【例5】　李明同学放学回家，正碰上刮风下雨，他以18 km/h的速度由西向东快跑．此时他发现了奇怪的现象，雨滴呈竖直下落状态，请你判断，这时刮的是________风，风速为________m/s.
精析：无风时，地面上静止的人看到雨滴呈竖直下落状态；刮风时，地面上静止的人看到雨滴斜向下落，此时雨滴有两个方向的运动效果：一是不断落向地面；二是在下落的同时又在水平方向平移(平移速度为风速)．所以当人行走的速度与该雨滴在水平方向平移速度(即风速)相等且与风的方向一致时，雨滴相对于行走的人就只有竖直方向下落的速度，即竖直下落．因此，本题风速v＝18 km/h＝5 m/s，风是向东刮的，即是西风．
解答：西　5
【例6】　小王乘电梯上楼，问：
(1)小王和电梯是运动还是静止的？
(2)以什么为参照物，小王和电梯在向下运动？
精析：判断物体是运动还是静止，必须选择参照物，看被研究的物体相对于选定的参照物的位置是否随时间的变化而变化，以此来确定物体是运动还是静止．
解答：(1)以小王为研究对象，选电梯为参照物，则小王相对于电梯的位置不发生变化，他是静止的；选地面为参照物，小王与地面的相对位置随时间的变化而变化，他是运动的．以电梯作为研究对象，选小王作为参照物，相对位置不发生变化，电梯是静止的；选地面为参照物，则电梯是运动的．
(2)以小王和电梯作为研究对象，选正在上楼且速度比小王所乘电梯快的另一部电梯为参照物，则小王和电梯在向下运动．
解后反思：有同学认为既然小王乘电梯上楼，则小王和电梯必然是运动的，既不可能静止，更不可能向下运动．错误原因是对运动和静止的相对性缺乏了解．
选择不同的参照物，物体运动或静止的结论就可能不同．运动还是静止都是相对于参照物而言的.
【例7】某船在静水中航速为36 km/h，船在河中逆流而上，经过一座桥时，船上的一只木箱不慎被碰落水中，经过2 min，船上的人才发现，立即调转船头追赶，在距桥600 m处追上木箱，则水的流速是多少？
精析：可选地面为参照物，也可以选择河水为参照物.
解答：
第一种方法：以地面为参照物．设船速为v船，水的流速为v水，
船逆流而上的时间t1＝2 min＝120 s，
船调转船头顺流而下的时间为t2.
船逆流而上对地的速度为v船－v水，
顺流而下对地的速度为v船＋v水．
木箱顺水而下的速度与水速相同，根据路程的等量关系：
船顺流而下的路程减去船逆流而上的路程，即为木箱在这段时间内通过的路程．
即：(v船＋v水)t2－(v船－v水)t1＝v水(t1＋t2)，
化简后得到v船t2＝v船t1，因此t2＝t1＝120 s，
代入v水(t1＋t2)＝600 m，
得v水＝2.5 m/s.
第二种方法：以河水为参照物，河水静止.水箱落入水中保持静止状态，船逆流和顺流时相对于河水的速度都为v船，因此，船追赶木箱的时间和自木箱落水到发觉的时间相等，即等于2min=120s，木箱落入水中漂流时间为120s＋120s=240s，漂流距离为600m，木箱漂流速度等于水的流速：v水==600m/240s=2.5m/s.
【例8】　在电视连续剧《西游记》里，常常能见到孙悟空“腾云驾雾”的镜头，这通常是采用“背景拍摄法”：让“孙悟空”站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云. 同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作、飘动的白云，以及下面的烟雾等一起摄入镜头. 放映时，观众就感觉到孙悟空在白云中穿行．在这里，观众所选的参照物是(　　)．
A. 飘动的白云 B. 平台 C. “孙悟空” D. 烟雾
精析：有些同学在解答的过程中，由于没有弄清楚“背景拍摄法”的意思以及没有明确研究对象而错选B. 实际上我们在观看影片时，注意力都集中在人物身上，即这里的研究对象是“孙悟空”，虽然是人物的背景在运动，但人们已经在头脑里习惯选择背景即飘动的白云为参照物，认为背景是静止的. 所以观众所选的参照物为飘动的白云．
解答：A
解后反思：在判断物体是运动或者是静止时参照物的选择是任意的，一个物体不管它是运动的还是静止的，只要被选作参照物后，我们就假定它是不动的，然后站到它的立场上，以它为标准去分析周围的研究对象相对于它的位置是否发生了变化．
【例9】　一列车正以18 km/h的速度由北向南在雨中行驶，坐在窗口的乘客看到雨正好竖直下落至地面. 这一现象说明车窗外刮的是________风，风速是________m/s.
精析：本题很多同学会认为当时刮的是南风. 在他们看来，风向与列车行驶方向相反，正好会把倾斜下落的雨“扶正”. 对于车速，也会由于不明确“m/s”和“km/h”的换算而导致错解．
若在无风的雨天，坐在停在地面的静止不动的列车里的乘客看到的雨一定是竖直下落的，因为这时列车与空气保持相对的静止状态；当列车运动时，无论向哪个方向运动，乘客看到的雨都会是倾斜落向地面的. 由此可知，在行驶的列车里，乘客看到窗外的雨是竖直下落的，说明列车与空气保持相对静止，因此这时窗外刮的应当是北风，且风速与车速相同.1 m/s＝3.6 km/h，则18 km/h合5 m/s.
解答：北风 5 m/s
解后反思：本题考查了相对速度问题.
当堂训练
1. 下列现象中不属于机械运动的是(　　)．
A. 一江春水向东流　 B. 星光闪闪 C. 海水奔腾 D. 天空中的流星
2. 鲁迅的《社戏》中有这样的描写：“淡黑的起伏的连山，仿佛是踊跃的铁的兽脊似的，都远远地向船尾跑去了……”其中“山……向船尾跑去了”所选的参照物是（ ）
A．山 B．船 C．流水 D．河岸
3. 在行驶的列车上，细心的妈妈叫六岁的小孩“别动”，这个“别动”的参照物是(　　)．
A. 铁路边的树木 B. 小孩子的座位 C. 车厢里的流动服务车 D. 铁轨
4. 下列关于运动和静止的说法中正确的是(　　)．
A. 地球同步卫星围绕地球飞行时，以地面为参照物，卫星是运动的
B. 漂流而下的小船，以河岸为参照物，小船是静止的
C. 飞机在空中加油时，以地面为参照物，受油机是静止的
D. 月亮在云中穿行时，以云为参照物，月亮是运动的
5. 某同学在公路旁由东向西行走，一辆汽车从它后面向西疾驰而过，则这个同学相对于汽车的运动情况是(　　)．
A. 静止的 B. 由东向西运动 C. 由西向东运动 D. 无法判断
6. (1)我们确定物体是否运动，必须先选定________；如图1所示，从早晨到中午，阳光下日晷晷针的影子相对日晷的盘面是________(填“运动”或“静止”)的；
(2)小明在马路边上拍街景照片，先后连续拍了两张，如图2甲、乙所示，如果以小轿车为参照物，大卡车向________(填“左”或“右”)运动；若以地面为参照物，运动速度最慢的物体是________(填“小轿车”“大卡车”或“自行车”)．
7. 我国古书《套买曜》上记载有：“人在舟中闭牖(门窗)而坐，舟行而人不觉”，其中“舟行”是以________为参照物，“人不觉”是以________为参照物．这是________的生动描述．
8. 甲、乙两列火车在两条平行的铁轨上匀速行驶，两车交汇时，甲车座位上的乘客从车窗看到地面上的树木向北运动，看到乙车向南运动．由此可判断(　　)．
A. 甲、乙两车都向南运动 B. 甲、乙两车都向北运动
C. 甲车向南运动，乙车向北运动 D. 甲车向北运动，乙车向南运动
9. 甲、乙两个物体同时从同一地点向西做直线运动，速度与时间关系如图所示．以甲为参照物，乙向________做直线运动，经过6 s甲、乙两物体相距________m.
《当堂训练》答案
1. B　2. B　3. B　4. D　5. C
6. (1)参照物　运动　(2)右　大卡车
7. 河岸　人　运动和静止的相对性 8. A 9. 东　30

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