为什么在行驶的车里看远处的景物与车同向运动

程元生

(安徽省凤阳中学 安徽 滁州 233100)

我们坐在行驶的车里，看路边的树木或电线杆时，感觉到树木或电线杆是向车后退去，即树木或电线杆的运动和车的运动是相反的.而当我们极目远眺较远处的景物时，感到远处的景物是和车同方向运动的.

路边的树木或电线杆和车的运动方向相反，初中物理从参照物的选择和运动的相对性很容易解释和理解，但为什么看远处的景物与车是同向运动呢?

这要从参考系的系统性角度回答这个问题.虽然初中物理课本中，为了便于学生理解，用参照物来代替参考系的概念，但是孤立的几何点是不能充当参照物的.初中物理教学中，我们选择作为参照物的物体并不是孤立的点，最起码有前后左右的方位，就是说它是一个系统.

下面我们具体解释一下引起上述问题的原因.

如图1所示，箭头方向为车(图中长方形)行驶方向，设某一时刻，人(A点)、车窗(B点)、近处景物(C点)、远处景物(D点)在与车行驶方向垂直的同一直线上.

图1 某时刻各物体的相对位置

当车行驶一段距离后，人(A点)和车窗(B点)已经超过了近处景物(C点)和远处景物(D点)，如图2所示.

此时，人观察近处景物(C点)时，是以人(A点)和车窗(B点)的连线来判断近处景物(C点)的运动情况的，即近处景物(C点)相对于车是向相反方向运动的.

图2 车行驶一段时间后各物体的相对位置

当人(A点)透过车窗(B点)去观察远处景物(D点)的运动时，已经不自觉地变换了参考系，即不再以人(A点)和车窗(B点)的连线作为参考系，而是以车窗(B点)和近处景物(C点)的连线作为参考系，这样，远处景物(D点)已经超越了这个连线，跑到了连线的前面去了，如图3所示.

图3 以B和C的连线为参考系，D点的位置示意图

我们将车窗(B点)和近处景物(C点)的连线想像为不动的，恢复到原来的位置，如图4所示，发现远处景物(D点)和车的运动方向相同，并且有向右前方旋转的感觉.

图4 设B和C连线不动观察D点运动示意图