在很久很久之前,人们就在思考一个问题,为什么物体能动?亚里士多德说:“力是维持物体运动的原因”,他认为物体只有在外力推动下才运动,外力停止,运动也就停止。这种说法从公元前四世纪诞生一直到公元后十六世纪近两千年的时间都没有人质疑。

那以我们现在知识回头看,物体为什么会动呢?在了解这个问题之前我们先要弄清楚。我们怎么定义运动的呢?中国战国时期的《墨经》就已经有关于运动的描述。《墨经》有一段话:“动,域徙也”用现代文来说就是,运动是物体在空间的变换(地域的迁移)。也就是说,一个物体在空间位置上发生了变化的过程,我们就把他叫做运动。(本质上不需要去纠结为什么叫运动,这只是一个命名的方式,它的概念才是我们需要了解的重点。就好像水稻和麦子,它的名字只是方便我们去分不同的事物的称呼而已)

我们日常中怎么判断物体的空间是否发生了变化呢?这就涉及到我们运动最重要的思想了——相对性,在平时坐车的时候我们也许都有过这样的经历,车明明在原地,我们却往往会因为旁边车辆的移动感到自己的车在动。那是因为我们在判断一个物体动还是没动的时候往往会以身边的物体作为参照物。相对参照物来说,我们的空间位置一旦发生变化,我们就会视为自己在运动。所以运动或静止取决于物体相对参照物(在运动过程中视为静止的物体)的空间位置的变化。

好了,现在我们已经知道了物体运动的本质,那么我们开始第二个问题,动起来的物体谁快谁慢呢?你也许会说,把他们放在一起比较就好,谁在前面,谁就快。嗯,好有道理。可问题是没法放到一起的物体怎么比较?所以在进行比较之前,我们需要一个新的物理概念,那就是速度。速度的物理概念是单位时间内物体的位移(空间位置变化的距离),在我们物体的速度换算成同一个单位的时候,只要直接比较速度的大小就可以知道物体运动的快慢了。

什么又是加速度呢?加速度的物理意义是单位时间内速度变化量的大小。接下来我们一起思考下,对比速度和加速度这两个如此相似的物理量我们又该如何区分呢。接下来我引用一个生活的情境去理解这个问题。

一个父亲在追一个熊孩子,结果追不上,于是他说:“这娃跑的真快,都追不上他了。”这个情景内指的是小孩的速度快。

还是一个父亲在追一个熊孩子,能追上却捉不住。于是他说“这娃真滑溜(灵活),都捉不到他”这个情景内指的是小孩的加速度快。

所以速度与加速度一个指的是移动得快,一个指的是速度变化的快(灵活)。

物理运动与能量知识总结(物理概念之运动篇)(1)

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