分析、概括法在牛頓第三定律中的應(yīng)用

董杜明

【摘 要】 從大量事實(shí)總結(jié)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(zhì)。掌握牛頓第三定律，主要是明確作用力和反作用力的關(guān)系，供我們?cè)诶斫獾幕A(chǔ)上，更深刻地理解牛頓第三定律，對(duì)我們以后的應(yīng)用帶來(lái)更大的方便。

【關(guān) 鍵 詞】 牛頓第三定律；物理；教學(xué)

從大量事實(shí)總結(jié)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(zhì)。牛頓第三定律說(shuō)：“兩個(gè)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(nèi)容分析，得知：

1. 描述兩個(gè)物體間的相互作用的規(guī)律。

2. “兩個(gè)物體間”，說(shuō)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(shí)是施力物體；施力物體同時(shí)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(jù)方向相反的特點(diǎn)，其夾角必為180°。

概括：作用力和反作用力是同時(shí)存在，同時(shí)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(zhì)的力。

定律本身敘述簡(jiǎn)單，在教學(xué)中，學(xué)生往往能背誦，但是由于對(duì)這定律缺乏較深的理解，往往出現(xiàn)概念混淆不清的現(xiàn)象。

下面舉例說(shuō)明：

例1：有人說(shuō)：“無(wú)論如何，應(yīng)該說(shuō)人推車的作用力大于車推人的作用力，不然為什么車會(huì)前進(jìn)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(jìn)而人不后退的原因是：人和車的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。地面對(duì)人的靜摩擦力（此力向前）大于車對(duì)人的反作用力，所以人不會(huì)向后退，而隨車一起向前做加速運(yùn)動(dòng)。

此例說(shuō)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(shuō)：“作用力和反作用力怎么會(huì)同時(shí)產(chǎn)生呢？例如，你以拳擊墻，應(yīng)該是先有你的拳頭對(duì)墻的作用力，然后才有墻對(duì)你的拳頭的作用力?！?/p>

答：正確答案：拳頭對(duì)墻的作用力與墻對(duì)拳頭的反作用力永遠(yuǎn)同時(shí)存在。在講課中，為了說(shuō)明問題的方便，將作用力與反作用力區(qū)別為“主動(dòng)”和“被動(dòng)”是可以的。把拳頭對(duì)墻的作用力看成是“主動(dòng)”，墻對(duì)拳頭的反作用力看成是“被動(dòng)”，完全是為了說(shuō)明問題的方便。但是這絕不意味著拳頭對(duì)墻的作用在先，而墻對(duì)拳頭的反作用力在后。實(shí)際上在拳頭對(duì)墻施力的同時(shí)，拳頭也就受到了墻的反作用。因?yàn)樽饔昧Ρ仨氁苑醋饔昧槠湟来鏃l件，沒有反作用力就沒有作用力。反之亦然。

例3：有人說(shuō)：“地面放一重物，由于地球?qū)ξ矬w的作用力和地面對(duì)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(cuò)的。這是把地球?qū)ξ矬w的作用力和地面對(duì)物體的反作用力混淆為一對(duì)作用力和反作用力的關(guān)系所致。

正確考慮：如果把地球?qū)ξ矬w的作用視為作用力，那么物體對(duì)地球的反作用力是作用在地球上；如果把地面對(duì)物體的作用視為反作用力，那么物體對(duì)地面的作用力就作用在地面上。上圖說(shuō)明這兩對(duì)作用力與反作用力（P與P'，N與N'）的關(guān)系。由此可見：“地球?qū)ξ矬w的作用力”與“地面對(duì)物體的反作用力”并不屬同一對(duì)作用力和反作用力。不能混淆。教學(xué)中，確切的說(shuō)法應(yīng)為：“地球上放一重物，重物所受的重力與地面對(duì)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(gè)不同的物體上，根本不能說(shuō)它們互相平衡。

此例說(shuō)明，作用力和反作用力一定屬于同一性質(zhì)的力，也就是說(shuō)，如果作用力是萬(wàn)有引力，那么反作用力也一定是萬(wàn)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(guān)系，具體理解以下幾點(diǎn)：①兩個(gè)互相作用的物體就施力和受力兩方面來(lái)看，都是對(duì)立的。從施力來(lái)看，互為施力者。從受力來(lái)看，互為受力者。②從方向來(lái)看，兩者是相互對(duì)立的，一個(gè)方向向東，另一個(gè)一定朝西，一個(gè)方向朝上，另一個(gè)必然向下。③從瞬時(shí)性看，兩者同時(shí)存在，同時(shí)消失，互為依存。④從性質(zhì)看，兩者屬于同一性質(zhì)的力。

以上幾點(diǎn)，供我們大家在理解的基礎(chǔ)上，更深刻地理解牛頓第三定律，對(duì)我們以后的應(yīng)用帶來(lái)更大的方便。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 常利. 牛頓運(yùn)動(dòng)定律[M]. 北京：北京教育出版社，1987.

[2] 薛淏同. 對(duì)牛頓第三定律的理論闡釋及應(yīng)用[J]. 中華少年，2017（4）.

[3] 韓筱凡. 淺談牛頓第三定律的理解及應(yīng)用[J]. 科學(xué)咨詢（科技·管理），2017（1）.endprint