1、物理力学小论文由浅入深谈牛顿第三定律摘要 牛顿第三定律是指作用在两个物体的一对作用力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在不同的两个物体上。它具有以下性质：力的作用是相互的。同时出现，同时消失。相互作用力一定是相同性质的力作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。作用力也可以叫做反作用力，只是选择的参照物不同作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力。但是物理学的深入发展，暴露出牛顿第三定律并不是对一切相互作用都是适用的实际上，只有对于沿着二物连线方向的作用（称为有心力），并可以不计这种作用传递时间（即可看做直接的超距作用）的场合中，牛顿第三定律才有效。A
2、bstractNewtons Third Law refers to the role of the two objects in a pair of force in opposite directions, the same size, the role has been in the same line, the role of two different objects. It has the following properties: force is mutual. At the same time, disappeared at the same time. interactio
3、n must be the same as the nature of the force reaction force and the role of the two objects, the impact can not cancel each other out. reaction force can also be called, but a different choice of reference reaction force and the role of points because the object is not the same, it is not seeking e
4、fforts. However, further development of physics, Newtons third law is not exposed to all interactions are applied. In fact, only for the direction along the second connection the role of objects (known as there is energy), and this effect can be non-delivery time (can be seen as a direct role in the
5、 ultra-distance) of occasions, Newtons third law to be valid .关键词 牛顿第三定律 作用力 反作用力 适用范围Key words Newtons Third Law force Reaction The scope of application of正文 我们每个人时时刻刻都在不自觉地运用物理知识。并且，物理学与我们的生活联系最为紧密，物理现象大量的存在于我们周围，如雨后天晴的彩虹，湖水沸腾等。 都可以从物理知识中得到答案。因此，我们要充分了解物理是源于生活也是解决生活问题的基本工具。运用所学知识，解决生活中的问题，这能够增加我们的
6、感性认识，增强生活实际的联系。牛顿第三定律，作为经典力学中动力学三大基本定律之二，自牛顿独创起，数百年来经受了无数次的考验，得到了世人的普遍认可。牛顿第三定律的内容是：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。但是有些同学却对牛顿第三定律发起“攻击” 。认为牛顿第三定律在某些情况下是不成立的。一位位同学举了这样个例子：甲班和乙班的同学进行了一场拔河比赛，结果甲班输了，这位同学指出：“根据牛顿第三定律，在拔河时，甲队对乙队的拉力和乙队对甲队的拉力是一对作用力与反作用力，两力大小相等，方向相反，那么两队应是永远相持不下，么会分出胜负呢?牛顿第三定律出错了。拔河比赛有
7、胜负，难道两队拉力真的大小不相等吗?不是的，那么牛顿第三定律出错了吗?也不是的。我们先来对拔河比赛进行受力分析：这里有三对作用力与反作用力,即：甲队对乙队的拉力 F 甲乙,乙队对甲队的拉力 F 乙甲；甲队同学脚踏地的力 F 甲地及地面对甲队同学的脚的反作用力 F 地甲；乙队同学脚蹬地的力 F 乙地及地面对乙队同学的脚的反作用力 F 地乙。据牛顿第三定律可得：F 甲乙F 乙甲F 甲地=F 地甲F 乙地=F 地乙以上是用隔离法受力分析得到的。若用整体法分析，则甲乙队和拔河的绳子为一个整体系统，这一系统只受到两个外力；地面对电队员脚的反作用力 F 地甲和地面对乙队队员脚的作用力 F 地乙。由此可见，
8、当（只限）时，甲队获胜；反之，整体统向乙方移动。所以，哪队的蹬力大，地面对该队的反作用力就大，就能取胜。牛顿第三定律的应用： 1.在日常生活中 例 1.日常生活中打鸡蛋时总是用鸡蛋与较硬物体的一条棱相碰，将鸡蛋打碎，而高级厨师在打鸡蛋时，总是用一个鸡蛋去打击另一个鸡蛋，假若两鸡蛋的抗破强度是相同的，以下观点最合理的是： （ ） A.主动打击的鸡蛋更易破 B.被打击的鸡蛋更易破 C.两个鸡蛋一样容易破 D.无法确定哪个鸡蛋更易破 解析：如图 1（甲）所示，假设右侧的鸡蛋以一定的速度 v 向左运动并与另一鸡蛋相碰，则它们间必存在相互作用的一对作用力和反作用力；对左侧鸡蛋而言，它在右侧鸡蛋的打击下受
9、到一个向左的作用力 F，若该力大于其抗破强度，就会被击破；而右侧的鸡蛋，由于整体向左运动，受到打击而突然停下时，其中的液体蛋清由于惯性而继续向左运动，给蛋壁一个向左的作用力 F1，同时左侧蛋壳还给它一个向右的撞击力 F，如图 1（乙）所示，由于 F 和 F1 两个力的方向相反，其合力就较小，当合力小于鸡蛋的抗破强度时就完好不碎，故在作用力不是太大的情况下应选 B 答案。 点评：本题以学生比较熟悉的打鸡蛋为背景，考查惯性的概念和牛顿第三定律的应用。 2.在生产中 例 2.在高空工作时，作业人员站在墙边的高架窄板上，必须面壁站立，而不能背对墙站立，否则在弯腰时很容易从架板上摔下来，这里包含的物理知
10、识是： （ ） A.面向外很容易眼晕，导致恐高症 B.万一摔倒可以扶着墙壁 C.防止弯腰时臀部碰墙，受到墙的反作用力，而向外摔去 D.下面有保护网，这种要求是不必要的 解析：只有 C 符合作用力与反作用力关系的物理原理，人在弯腰时，臀迅速后移，很容易对墙产生一个较大作用力，而墙的反作用力使人向外摔去。所以 C 项对。 点评：本题通过高空建筑的作业人员，考查作用力与反作用力的特点及学以致用的能力。这样的例子还很多，又如：一匹马拉着一辆马车作加速运动，马拉车的力和车拉马的力相等吗？若相等。马和车为何能产生加速度？是不是牛顿第三定律又错了？当然不是的。牛顿第三定律与物体的运动状态是无关的。不论马是加
11、速或匀速前进，或是静止。马拉车的力总是与车拉马的力相等的。马和车之所以能产生加速度，对马来讲，是因为地面对马向前的静摩擦力大于车对马的力；对于车来讲，是因为马拉车的力大于地面对车的阻力。在牛顿力学的框架中，物体之间相互作用力具有一下特点：作用在两个物体的一对作用力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在不同的两个物体上。这就是牛顿第三定律。表达式：F1=-F2，F1 表示作用力，F2 表示反作用力， “-”号表示两个力方向相反。它有以下的性质：力的作用是相互的。同时出现，同时消失。相互作用力一定是相同性质的力作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。作用力也可以叫做反作用力
12、，只是选择的参照物不同作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力。牛顿运动定律是建立在绝对时空以及与此相适应的超距作用基础上的所谓超距作用，是指分离的物体间不需要任何介质，也不需要时间来传递它们之间的相互作用也就是说相互作用以无穷大的速度传递除了上述基本观点以外，在牛顿的时代，人们了解的相互作用如万有引力、磁石之间的磁力以及相互接触物体之间的作用力，都是沿着相互作用的物体的连线方向，而且相互作用的物体的运动速度都在常速范围内在这种情况下，牛顿从实验中发现了第三定律 “每一个作用总是有一个相等的反作用和它相对抗；或者说，两物体彼此之间的相互作用永远相等，并且各自指向其对方 ”作用
13、力和反作用力等大、反向、共线，彼此作用于对方，并且同时产生，性质相同，这些常常是我们讲授这个定律要强调的内容而且，在一定范围内，牛顿第三定律与物体系的动量守恒是密切相联系的但是随着人们对物体间的相互作用的认识的发展，19 世纪发现了电与磁之间的联系，建立了电场、磁场的概念；除了静止电荷之间有沿着连线方向相互作用的库仑力外，发现运动电荷还要受到磁场力即洛伦兹力的作用；运动电荷又将激发磁场，因此两个运动电荷之间存在相互作用力在对电磁现象研究的基础上，麦克斯韦（18311879）在 18551873 年间完成了对电磁现象及其规律的大综合、建立了系统的电磁理论，发现电磁作用是通过电磁场以有限的速度（光
14、速 c）来传递的，后来为电磁波的发现所证实物理学的深入发展，暴露出牛顿第三定律并不是对一切相互作用都是适用的如果说静止电荷之间的库仑相互作用是沿着二电荷的连线方向，静电作用可当作以“无穷大速度”传递的超距作用，因而牛顿第三定律仍适用的话，那么，对于运动电荷之间的相互作用，牛顿第三定律就不适用了如图所示运动电荷 B 通过激发的磁场作用于运动电荷 A 的力为 （并不沿AB 的连线） ，而运动电荷 A 的磁场在此刻对 B 电荷却无作用力（图中未表示它们之间的库仑力） 由此可见，作用力在此刻不存在反作用力，作用与反作用定律在这里失效了实验证明：对于以电磁场为媒介传递的近距作用，总存在着时间的推迟对于存
15、在推迟效应的相互作用，牛顿第三定律显然是不适用的实际上，只有对于沿着二物连线方向的作用（称为有心力） ，并可以不计这种作用传递时间（即可看做直接的超距作用）的场合中，牛顿第三定律才有效但是在牛顿力学体系中，与第三定律密切相关的动量守恒定律，却是一个普遍的自然规律在有电磁相互作用参与的情况下，动量的概念应从实物的动量扩大到包含场的动量；从实物粒子的机械动量守恒扩大为全部粒子和场的总动量守恒，从而使动量守恒定律成为普适的守恒定律。物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势，也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪 40 年代至今，由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步，力学面临着大量
16、的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪 50 年代初提出应该建立物理力学这门学科，其真知灼见把握了力学发展的大趋势，并且预见了今后突飞猛进的结果。人类社会科学技术的不断发展，给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展，值得一提的是液体理论的重大进步。1972 年，麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等，促进了对液体理论的研究。1997 年，威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象，取得了重大的进展。近 20 年来，对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪 50 年代之后，原子分子物理学才重新被重视，尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外，高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件，高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
