深入理解 突破牛頓第三定律

兩個(gè)物體間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上，這個(gè)結(jié)論叫牛頓第三定律，牛頓第三定律反映物體間發(fā)生相互作用的規(guī)律。

1．對(duì)作用力與反作用力的理解

⑴作用力與反作用力總是成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失。所謂作用力與反作用力是人為的名稱(chēng)，究竟哪個(gè)的作用力，哪個(gè)是反作用力，可任意選擇，沒(méi)有主次之分。

⑵作用力與反作用力是同一種性質(zhì)的力。作用力是萬(wàn)有引力，反作用力也是萬(wàn)有引力；作用力是彈力，反作用力也是彈力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力。物體間的相互作用，可以通過(guò)兩個(gè)物體直接接觸發(fā)生作用，也可以通過(guò)“場(chǎng)”相互作用，如萬(wàn)有引力。

⑶作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，各自產(chǎn)生各自的作用效果，作用力與反作用力永遠(yuǎn)不能相互抵消，永遠(yuǎn)也不能所謂平衡。

⑷作用力與反作用力與參照系的選擇無(wú)關(guān)，這是因?yàn)槲矬w間的相互作用是客觀存在的，不因參照系的不同而使物體間相互作用的性質(zhì)發(fā)生任何變化。

即三個(gè)相同：大小相同，作用時(shí)間相同，力的性質(zhì)相同；兩個(gè)不同：方向不同，受力物體不同；三個(gè)無(wú)關(guān)：與質(zhì)量無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與力的性質(zhì)無(wú)關(guān)。

例1關(guān)于作用力與反作用力，下列說(shuō)法中正確的是：

A．作用力和它的反作用力作用在同一個(gè)物體上；

B．作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失；

C．一對(duì)作用力與反作用力的合力為零；

D．兩個(gè)物體只有靜止時(shí)，作用力與反作用力才大小相等。

解析：作用力與反作用力是物體間相互作用的一對(duì)力，故分別作用在兩個(gè)物體上，故A錯(cuò)；作用力與反作用力各自產(chǎn)生其作用效果，永遠(yuǎn)不能相互抵消，故無(wú)法求合力，所以C錯(cuò)；一對(duì)相互作用的力總是大小相等，與物體的形狀，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無(wú)關(guān)系。所以D錯(cuò)；作用力與反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失，因此B對(duì)。

誤點(diǎn)剖析：誤認(rèn)為作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在一個(gè)物體上，故合力為零。

⒉比較一對(duì)作用力與反作用力和一對(duì)平衡力的區(qū)別

例2．如圖1所示，用質(zhì)量忽略不計(jì)的輕繩L1和L2，將A、B兩重物懸掛起來(lái)，下列說(shuō)法中正確的是：

A．L1對(duì)A的拉力和L2對(duì)A的拉力是一對(duì)平衡力；

B．L2對(duì)A的拉力和L2對(duì)B的拉力是一對(duì)作用力與反作用力；

C．L1對(duì)A的拉力和A對(duì)L1的拉力是一對(duì)平衡力；

D．L2對(duì)B的拉力和B對(duì)L2的拉力是一對(duì)作用力與反作用力。

解析：A物體受到的L1拉力F1、重力GA及對(duì)L2它的拉力F2，受力圖如1-7-3圖所示，由于A物體平衡，所以F1=GA+F2，則F1> F2，故F1、F2不是一對(duì)平衡力，A錯(cuò)；L2對(duì)A的拉力的反作用力應(yīng)是A對(duì)L2的拉力，B錯(cuò)；L1對(duì)A的拉力和A對(duì)L1的拉力分別作用在兩個(gè)物體上，是一對(duì)作用力與反作用力，則C錯(cuò)，D對(duì)。

誤點(diǎn)剖析：分不清平衡力與作用力與反作用力的區(qū)別，是造成錯(cuò)誤的主要原因。

⒊應(yīng)用牛頓第三定律進(jìn)行受力分析

由于力的作用是相互的，有時(shí)所要求的力不便求解時(shí)，就求它的反作用力，然后根椐牛頓第三定律可知所求力，這是一種常用的分析受力的方法。

例3．如圖3所示，A、B兩物體重力都等于10N，各接觸面間動(dòng)摩擦因數(shù)都等于0.3，同時(shí)有F=1N的兩個(gè)水平力分別作用在A和B上，A、B均靜止，則地面對(duì)B的摩擦力和B對(duì)A的摩擦力各為多大？

解析：解法一：以A為研究對(duì)象，A物體在水平方向上受到F的作用，而其以保持靜止，故A必受一個(gè)水平方向左的力來(lái)平衡F，這個(gè)力只能是B對(duì)A的靜摩擦力，所以A的受力如圖4所示，B對(duì)A的靜摩擦力為：FfB→A=F=1N

根據(jù)牛頓第三定律可得，B給A一個(gè)水平向左的靜摩擦力，A必然也給B一個(gè)水平向右的靜摩擦力，大小也為1N，所以B的水平方向上受力如圖4所示，由于F與FfA→B已經(jīng)達(dá)到平衡，如果地面再給B一個(gè)摩擦力，則B就不能保持平衡，所以地面給B的摩擦力為零。

解法二：以A和B組成的整體為研究對(duì)象，此時(shí)，A和B組成的整體水平方向上受到的兩個(gè)力已達(dá)到平衡，故地面不會(huì)再給B一個(gè)摩擦力，否則整體就不能處于平衡狀態(tài)，以后可以A為對(duì)象分析B對(duì)A的摩擦力各為多大，方法同解法一。

誤點(diǎn)剖析：計(jì)算靜摩擦力時(shí)錯(cuò)誤地套用滑動(dòng)摩擦力定律，受力分析時(shí)不知該從哪個(gè)物體先下手。

可見(jiàn)，對(duì)物理規(guī)律深入理解后，才能在解題中信手拈來(lái)，游刃有余。這也是學(xué)習(xí)物理的基本要求吧。

（作者單位：河南省濟(jì)源市第三中學(xué)）