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什么是运动和静止
怎样描述运动
7.1
人在路上行走，轮船在河道中航行，火车在铁轨上奔驰，飞机在天空中 飞行……这些物体相对于地面的位置都在不断地改变。物理学中，把一个物体 相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动 ( mechanical motion ) ，简称为运 动 。因此，以上所述的人、轮船、火车、飞机等物体都在做机械运动。
如图7－1 ( a ) 所示，几个孩子在草地上做游戏。当站在大树旁的小女孩 转过身来时，每个人的位置如图7－1 ( b ) 所示。
怎样判断物体是否运动
活动 1
比较图7－1 ( a ) ( b )，请帮这个小女孩找一找， 号和 号小孩运动 了，而 号和 号小孩保持不动。你判断的根据是什么？
图7-1 运动和静止的游戏
（a） （b）
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上面的游戏中， 1号和2号小孩运动了，因为 他们相对于大树的位置都发生了改变 ； 3号和4号 小孩都保持不动，因为她们相对于大树的位置没 有改变。
由此可见，要判断一个物体是否在运动，先 要选一个物体作参照，这个物体叫做参照物 ( reference object ) 。如果一个物体 相对于参照物的位置在改变，就可以说这个物体是运动的；如果这个物体相对于 参照物的位置没有改变，就可以说它是静止的。
如果以地面为参照物，那么：
（1） 图7-2中的青山是 的，停留 在山巅 之 上的白云 也是 的；而瀑布则是 的。
（2） 著 名 诗 句“ 暮 色 苍 茫 看 劲 松，乱 云飞 渡 仍 从容 ”，句 中“飞 渡”的“乱云”相对于地面是 的。
想一想
图7-2 青山、白云、瀑布
运动和静止是相对的
坐在奔驰列车里的乘客，若选车厢为参照物，他是静止的；若选地面为 参照物，他却是运动的。高山、森林、房屋等物体，若选地面为参照物，它们 都是静止的；若选太阳为参照物，这些物体又都是运动的。
由此可见，一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。参照物不 同，得出的结论可以不相同。机械运动的这种性质，叫做运动的相对性 ( rela-tivity of motion ) 。
2011年11月，我国发射的
“神 舟八号”与“天宫一 号”
对接时，“神 舟八号”相对于
“天宫一 号”处于 状态，而它们相对于地球是 处 于 状态。
想一想
图7-3 “神舟八号”和“天宫一号”对接示意图
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自然界里的万物每时每刻都在运动，运动是自然界中的普遍现象。运动的 形式多种多样。江河湖海的水流不断，现代都市中的车水马龙，浩瀚太空中的 天体运动，微观世界里的分子、原子
运动，肉眼看不见的电磁运动，引发 地表变迁的地壳运动，生机勃勃的生命 运动……这些运动使大自然绚丽多彩、
生机盎然，而机械运动只是其中最简 单、最基本的一种运动形式。
参照物应根据需要和方便选择。例如，研究地面上物体的运动时，常选 地面或固定在地面上的物体为参照物。发射宇宙飞船，研究它离开地球的运动 时，选地球为参照物；研究它进入轨道绕太阳运行时，就选太阳为参照物。
其实，太阳也不是不动的，它和其他恒星一样，在银河系里运动着。银河 系也在运动。自然界中绝对不动的物体是没有的，整个宇宙都是由运动着的物 质组成的。
图7-5 河水在不停地流动
必 做 实 验
如图7－4所示的是机场候机楼中的旅客 自动人行道，它能把站在上面的旅客自动输 送一段距离。
讨论：
（1）站在自动人行道上的旅客是运动的 还是静止的？为什么？
（2）坐在候机楼里的旅客是静止的还是 运动的？为什么？
选择参照物
活动 2
图7-4 机场候机楼中的自动人行道
自然界中运动的多样性
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图7-6 八颗行星围绕着太阳运动
图7-7 基本粒子的运动轨迹 图7-8 无线电波传播到千家万户
自我评价与作业
1. 写出下表中描述物体做机械运动的参照物。
机械运动 参照物
小明坐在教室里不动 小明随着地球绕太阳公转 车里的乘客说： “房屋、树木在后退。 ”
地球同步卫星静止在高空中
2.“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”这两句歌词中描绘的运动情 景，所选的参照物相同吗？试找出它们所选的参照物。
3.“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日 还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。” 这是李白《早发白帝城》中的诗句。如果 以 为参照物，舟中人是运动的；而 以 为参照物，则舟中人是静止的。
图7-9
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4. 甲、乙两人并排站在匀速上行的自动扶梯上。下列说法正确的是（ ）。
A. 甲相对于乙是运动的 B. 甲相对于乙是静止的
C. 甲相对于地面是静止的 D. 甲相对于上一级扶梯上站立的人是运动的 5. 如图7－10所示的情景是空中加油
机即将给正在飞行的两架歼击机加油。
（1）在高速飞行的条件下，要准确地 实施空中加油，从相对运动的角度看，加 油机和受油机的运动应满足什么条件？
（2）目前世界上有哪些国家解决了 空中加油的问题？
如果你对其中的一些问题不清楚，可从互联网、图书馆查找有关的资料。
图7-10
比较物体运动快慢的两种方法
怎样比较运动的快慢
7.2
田径场上，百米赛跑正在紧张 地进行中 ( 图7－12 )；游泳池里，
比赛也正激烈地展开着。怎样比较 运动员们运动的快慢呢？
图7-12 百米赛跑
地球同步通信卫星是怎样实现“动中 求静”的？查阅有关同步卫星的资料，了 解我国研制、发射同步卫星的成就。
课外活动
图7-11 地球同步通信卫星
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比较谁游得快
活动 1
图7-13 谁游得快
（a）
（b）
在活动1中，观众与裁判判断运动员游泳快慢所用的方法是不同的。观众 看谁游在前面，是用“相同时间比路程”的方法；裁判看谁先到达终点，是用
“相同路程比时间”的方法。
如果两个运动物体通过的路程和所用的时间都不相同，怎样比较它们运动 的快慢呢？只要将路程和时间相除，算出它们在单位时间内通过的路程，就可 以比较它们运动的快慢了。
请你比较图7－14中汽车和飞机运动的快慢。
图7-14 汽车、飞机运动快慢比较
（a） 汽车在 120 s 内行驶 3 600 m （b） 飞机在 2 s 内飞行 1 000 m
请认真观察图7－13 ( a） ( b ) 中停表的示数与运动员游过的路程，讨论一 下，如何确定谁游得快？
观众认定，在相同 时间内，游在前面的人 快［图7－13 ( a )］；
裁判则认定，在运动员 们到达终点时，计时 少的人游得快［图7－
13 ( b )］。
你认为观众与裁 判比较快慢的方法一 样吗？为什么？
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物理学中，把物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比，叫做速 度 ( velocity ) 。
若用字母υ表示速度，
s 表示路程，t 表示时间，则上面的公式可写成
速度的单位是由长度单位和时间单位组合而成的。在国际单位制中，速度 的单位是米/秒，读作“米每秒”，符号是 m / s 或 m·s－1。例如，汽车在 1 s 内 通过 10 m，速度就记作“10 m / s”；飞机在 1 s 内飞
过 500 m，速度就记作“500 m / s”。在实际生活中，
常用的速度单位还有千米／时，符号是 km / h。
如图7－15所示的是汽车的速度表，它可以随时 指示汽车运动的速度。
这里比较物体运动快慢所用的方法类似于上述观众所用的方法，即“单位 时间比路程”。根据这样比较物体运动快慢的方法，可以引进一个重要的物理 量——速度。
速度＝ （ ）
（ ）
速度及其计算公式
υ＝ （ ）
（ ）
1 km / h＝ 1 000 m 3 600 s ＝ 5
18 m / s
必 做 实 验
测量物体运动的速度
活动 2
这个实验要求用皮尺和停表测量同学们短跑时的速度。实验需要的器材 是一根皮尺和4只停表或电子表。实验的步骤如下：
（1）在室外测出40 m的路程，每隔10 m作一记号。
（2）选出4名记时员分别站在10 m、20 m、30 m、40 m处。
（3）在班上选出男、女同学各一名。
图7-15 汽车速度表
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（4）男、女同学分别跑完40 m路程。
4名记时员分别记录男、女同学通过10 m、20 m、30 m、40 m处的时间，
并填入下表中。
10 20 30 40
男 女
根据上表中的数据，计算男、女同学10 m内、20 m内、30 m内和40 m内 的速度，填入下表中。
速度 性别
υ
1（ 10 m内）
υ
2（ 20 m内）
υ
3（ 30 m内）
υ
4（ 40 m内）
男 女
讨论：分析表中不同路程跑步的数据，描述一下这两名同学在短跑过程 中的速度是怎样变化的？男、女同学的速度变化情况有什么不同？请讨论一 下：怎样进一步提高他们的短跑成绩？
时间 路程
性别
t/s s/mυ /(m·s
-1)
例题 某大型喷气式客机的飞行速度为 990 km / h，它每分钟飞行多少千米？
如果骑自行车的速度约为 5 m / s，要用多长时间才能通过客机 1 min 内飞过的路程？
已知：客机速度υ1＝990 km / h，时间
t
1＝1 min；自行车速度υ2＝5 m / s。求：（1） 客机 1 min飞行的路程 s 。
（2） 骑自行车通过路程
s 所需的时间 t
2。 解：（1） 该客机 1 min 飞行的路程为s＝υ1
t
1＝990 km / h×1 min＝990 km / h× 160 h＝16.5 km （2） 骑自行车通过路程
s 所需的时间为
t
2＝ sυ 2 ＝ 16 500 m
5 m/s ＝3 300 s＝55 min 答：（1）该客机每分钟飞行的路程为 16.5 km。
（2）骑自行车通过上述路程所需的时间为 55 min。
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物 体 做 机 械 运 动 ， 按 照 运 动 轨 迹 的曲直可分为直线运 动 ( 图7－16 ) 和曲线 运动 ( 图7－17 ) 。在 直线运动中，按照速 度是否改变，又可分
为匀速直线运动和变速直线运动。下面来研究这两种直线运动。
图7-16 飞机起飞前在跑道 上加速滑行
匀速直线运动和变速直线运动
图7－18记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时，在相同时间内所通过的路 程，请计算它们在各段时间中的速度。比较一下，在图7－18 ( a ) 中，汽车在各段时 间内的速度有什么特点？在图7－18 ( b ) 中，汽车在各段时间内的速度相等吗？
比较汽车速度的变化
活动 3
图7-18 两辆汽车的运动情况
（a）
（b）
图7-17 游乐场的过山车
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图7－18 ( a ) 中汽车做直线运动时，在各段路程 中，它的速度是相等的。物理学中，把速度不变的直 线运动叫做匀速直线运动。物体做匀速直线运动时，
在相等的时间内，通过的路程是相等的。
自然界中严格地做匀速直线运动的物体是不常 见的。以上的例子只是一种理想的情况。
自动扶梯将乘客缓缓地
载送上下楼 ( 图7－19 ) ，小球在光滑水平桌面上的运动 等，通常都可近似地看作匀速直线运动。
图7－18 ( b ) 中的汽车做直线运动时，在相等的时 间内，通过的路程不相等，其速度的大小是变化的。
物理学中，把速度大小变化的直线运动叫做变速直线运 动。图7－20是小球竖直下落时的频闪照片。图中每两 次闪光之间的时间间隔是相等的。由于小球的速度逐渐 变大，在相等的时间内，它所通过的路程也逐渐变大。
小球竖直下落的运动是变速直线运动。