分析、概括法在牛頓第三定律中的應用

董杜明

【摘 要】 從大量事實總結出的牛頓第三定律，指出了物體間的作用力與反作用力的性質。掌握牛頓第三定律，主要是明確作用力和反作用力的關系，供我們在理解的基礎上，更深刻地理解牛頓第三定律，對我們以后的應用帶來更大的方便。

【關 鍵 詞】 牛頓第三定律；物理；教學

從大量事實總結出的牛頓第三定律，指出了物體間的作用力與反作用力的性質。牛頓第三定律說：“兩個物體間的作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上”。

從牛頓第三定律的內容分析，得知：

1. 描述兩個物體間的相互作用的規律。

2. “兩個物體間”，說明只能是相互作用的兩物體。

3. 作用力和反作用力：作用在不同的物體上，受力物體同時是施力物體；施力物體同時是受力物體。

4. 大小相等：作用力與反作用力是等值的，不存在不相等的情況。

5. 方向相反：沒有相同的方向，也絕不存在相同的情況。

6. 作用在一條直線上：兩力的作用線成一條線，根據方向相反的特點，其夾角必為180°。

概括：作用力和反作用力是同時存在，同時消失，互為依存，沒有作用力，就沒有反作用力，它們是同一性質的力。

定律本身敘述簡單，在教學中，學生往往能背誦，但是由于對這定律缺乏較深的理解，往往出現概念混淆不清的現象。

下面舉例說明：

例1：有人說：“無論如何，應該說人推車的作用力大于車推人的作用力，不然為什么車會前進而人不后退呢？”

答：正確答案：人推車的作用力和車推人的反作用力是大小相等的，但是車向前進而人不后退的原因是：人和車的運動情況是分別由它們各自所受外力的合力決定的。決定車或人是否山靜止到運動的原因，除它們之間的相互作用外，還要考慮地面作用在人或車上的摩擦力。由于人推車的力大于作用在車上的摩擦力，所以車由靜止到運動。地面對人的靜摩擦力（此力向前）大于車對人的反作用力，所以人不會向后退，而隨車一起向前做加速運動。

此例說明大小相等的作用力和反作用力分別作用在不同的物體上，由于物體所處的條件不同的作用效果。

例2：有人說：“作用力和反作用力怎么會同時產生呢？例如，你以拳擊墻，應該是先有你的拳頭對墻的作用力，然后才有墻對你的拳頭的作用力。”

答：正確答案：拳頭對墻的作用力與墻對拳頭的反作用力永遠同時存在。在講課中，為了說明問題的方便，將作用力與反作用力區別為“主動”和“被動”是可以的。把拳頭對墻的作用力看成是“主動”，墻對拳頭的反作用力看成是“被動”，完全是為了說明問題的方便。但是這絕不意味著拳頭對墻的作用在先，而墻對拳頭的反作用力在后。實際上在拳頭對墻施力的同時，拳頭也就受到了墻的反作用。因為作用力必須以反作用力為其依存條件，沒有反作用力就沒有作用力。反之亦然。

例3：有人說：“地面放一重物，由于地球對物體的作用力和地面對物體的反作用力平衡，所以物體靜止在地面上。”

答：這句話是錯的。這是把地球對物體的作用力和地面對物體的反作用力混淆為一對作用力和反作用力的關系所致。

正確考慮：如果把地球對物體的作用視為作用力，那么物體對地球的反作用力是作用在地球上；如果把地面對物體的作用視為反作用力，那么物體對地面的作用力就作用在地面上。上圖說明這兩對作用力與反作用力（P與P'，N與N'）的關系。由此可見：“地球對物體的作用力”與“地面對物體的反作用力”并不屬同一對作用力和反作用力。不能混淆。教學中，確切的說法應為：“地球上放一重物，重物所受的重力與地面對物體的彈力平衡，所以物體靜止在地面上。”此外，作用力和反作用力是分別作用在兩個不同的物體上，根本不能說它們互相平衡。

此例說明，作用力和反作用力一定屬于同一性質的力，也就是說，如果作用力是萬有引力，那么反作用力也一定是萬有引力；如果作用力是彈力，那么反作用力也一定是彈力；如果作用力是摩擦力，那么反作用力也一定是摩擦力。

掌握牛頓第三定律，主要是明確作用力和反作用力的關系，具體理解以下幾點：①兩個互相作用的物體就施力和受力兩方面來看，都是對立的。從施力來看，互為施力者。從受力來看，互為受力者。②從方向來看，兩者是相互對立的，一個方向向東，另一個一定朝西，一個方向朝上，另一個必然向下。③從瞬時性看，兩者同時存在，同時消失，互為依存。④從性質看，兩者屬于同一性質的力。

以上幾點，供我們大家在理解的基礎上，更深刻地理解牛頓第三定律，對我們以后的應用帶來更大的方便。

【參考文獻】

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