分析、概括法在牛顿第三定律中的应用

董杜明

【摘 要】 从大量事实总结出的牛顿第三定律，指出了物体间的作用力与反作用力的性质。掌握牛頓第三定律，主要是明确作用力和反作用力的关系，供我们在理解的基础上，更深刻地理解牛顿第三定律，对我们以后的应用带来更大的方便。

【关 键 词】 牛顿第三定律；物理；教学

从大量事实总结出的牛顿第三定律，指出了物体间的作用力与反作用力的性质。牛顿第三定律说：“两个物体间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上”。

从牛顿第三定律的内容分析，得知：

1. 描述两个物体间的相互作用的规律。

2. “两个物体间”，说明只能是相互作用的两物体。

3. 作用力和反作用力：作用在不同的物体上，受力物体同时是施力物体；施力物体同时是受力物体。

4. 大小相等：作用力与反作用力是等值的，不存在不相等的情况。

5. 方向相反：没有相同的方向，也绝不存在相同的情况。

6. 作用在一条直线上：两力的作用线成一条线，根据方向相反的特点，其夹角必为180°。

概括：作用力和反作用力是同时存在，同时消失，互为依存，没有作用力，就没有反作用力，它们是同一性质的力。

定律本身叙述简单，在教学中，学生往往能背诵，但是由于对这定律缺乏较深的理解，往往出现概念混淆不清的现象。

下面举例说明：

例1：有人说：“无论如何，应该说人推车的作用力大于车推人的作用力，不然为什么车会前进而人不后退呢？”

答：正确答案：人推车的作用力和车推人的反作用力是大小相等的，但是车向前进而人不后退的原因是：人和车的运动情况是分别由它们各自所受外力的合力决定的。决定车或人是否山静止到运动的原因，除它们之间的相互作用外，还要考虑地面作用在人或车上的摩擦力。由于人推车的力大于作用在车上的摩擦力，所以车由静止到运动。地面对人的静摩擦力（此力向前）大于车对人的反作用力，所以人不会向后退，而随车一起向前做加速运动。

此例说明大小相等的作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，由于物体所处的条件不同的作用效果。

例2：有人说：“作用力和反作用力怎么会同时产生呢？例如，你以拳击墙，应该是先有你的拳头对墙的作用力，然后才有墙对你的拳头的作用力。”

答：正确答案：拳头对墙的作用力与墙对拳头的反作用力永远同时存在。在讲课中，为了说明问题的方便，将作用力与反作用力区别为“主动”和“被动”是可以的。把拳头对墙的作用力看成是“主动”，墙对拳头的反作用力看成是“被动”，完全是为了说明问题的方便。但是这绝不意味着拳头对墙的作用在先，而墙对拳头的反作用力在后。实际上在拳头对墙施力的同时，拳头也就受到了墙的反作用。因为作用力必须以反作用力为其依存条件，没有反作用力就没有作用力。反之亦然。

例3：有人说：“地面放一重物，由于地球对物体的作用力和地面对物体的反作用力平衡，所以物体静止在地面上。”

答：这句话是错的。这是把地球对物体的作用力和地面对物体的反作用力混淆为一对作用力和反作用力的关系所致。

正确考虑：如果把地球对物体的作用视为作用力，那么物体对地球的反作用力是作用在地球上；如果把地面对物体的作用视为反作用力，那么物体对地面的作用力就作用在地面上。上图说明这两对作用力与反作用力（P与P'，N与N'）的关系。由此可见：“地球对物体的作用力”与“地面对物体的反作用力”并不属同一对作用力和反作用力。不能混淆。教学中，确切的说法应为：“地球上放一重物，重物所受的重力与地面对物体的弹力平衡，所以物体静止在地面上。”此外，作用力和反作用力是分别作用在两个不同的物体上，根本不能说它们互相平衡。

此例说明，作用力和反作用力一定属于同一性质的力，也就是说，如果作用力是万有引力，那么反作用力也一定是万有引力；如果作用力是弹力，那么反作用力也一定是弹力；如果作用力是摩擦力，那么反作用力也一定是摩擦力。

掌握牛顿第三定律，主要是明确作用力和反作用力的关系，具体理解以下几点：①两个互相作用的物体就施力和受力两方面来看，都是对立的。从施力来看，互为施力者。从受力来看，互为受力者。②从方向来看，两者是相互对立的，一个方向向东，另一个一定朝西，一个方向朝上，另一个必然向下。③从瞬时性看，两者同时存在，同时消失，互为依存。④从性质看，两者属于同一性质的力。

以上几点，供我们大家在理解的基础上，更深刻地理解牛顿第三定律，对我们以后的应用带来更大的方便。

【参考文献】

[1] 常利. 牛顿运动定律[M]. 北京：北京教育出版社，1987.

[2] 薛淏同. 对牛顿第三定律的理论阐释及应用[J]. 中华少年，2017（4）.

[3] 韩筱凡. 浅谈牛顿第三定律的理解及应用[J]. 科学咨询（科技·管理），2017（1）.endprint