牛頓第三定律的理解及應用

張唯

【摘要】牛頓有三大定律，這不僅僅是高中物理教學部分的重難點，也從其對人們日常生活方方面面的影響中可以看出其重要的必然性。深入研究牛頓的這三大定律，不可以僅僅局限于其理論層面，更應該從其根本的發(fā)展逐步了解，從而使得研究道路上理論與實踐的融會貫通，更好的理解其實際意義，更全面的詮釋其在生活中的應用。

【關鍵詞】牛頓第三定律；理解；應用

較于牛頓的第一定律及第二定律來說，第三定律比較簡單，首先對于物理的運動狀態(tài)來說，就無需做考慮，其次，第三定律只存在作用力及反作用力。一百腦子里有一百個哈姆雷特，部分人在對于第三定律的理解上出現(xiàn)著偏差。實際生活中，第三定律已滲入到日常的方方面面，從理論上也支撐著人類社會的發(fā)展。

一、牛頓第三定律的內容和理解

牛頓第三定律的內容兩個物體之間的作用力和反作用力，總是大小相等，方向相反，且同時作用在同一直線上，即F 1=（N=N′）。

深層理解：包含的作用力及反作用力的三個特質和四個特征。三個性質分別有，相互性、異體性、同時性。相互性是說作用力與分作用力之間總是成對存在的；其與一對平衡力最明顯、最主要的區(qū)別就是異體性，即兩個力作用在彼此相互作用的來年改革不同的物體上；同時性是指兩者是同時產(chǎn)生、變化、消失。區(qū)別一對平衡力及作用與反作用力。疊加性兩個力的作用效果是不可疊加、不可抵消、不可求合力，作用力與反作用力的作用效果是可疊加、可抵消、可求合力的，但合力為零。受力物體就是作用在同一物體上和作用在兩個相互作用的物體上，其間是相互依賴，且不可單獨存在。他們同時產(chǎn)生、也同時消失，沒有依賴關系。若撤去一個力，則另一個力可以單獨存在，但是不再平衡。

高中課堂上，牛頓的第三定律常給人一種錯覺，就是他適用于任何隋況，致使學生對后續(xù)磁場及電場的學習中出現(xiàn)偏差。牛頓的第三定律不是適用于任何情況，一是兩個運動質點間的作用力不滿足第三定律，二是兩個運動的電荷之間的作用力，且在運動電荷之間的力還涉及到萬有引力及洛侖茲力。

二、牛頓第三定律的應用

（一）高新科技中的應用

牛頓第三定律在高新科技中擔當著重要角色。在科學及時迅猛發(fā)展的新時代，人們在出行方面也提出了新的要求，傳統(tǒng)的火車速度早已滿足不了人們的出行要求。在這種大背景下，順勢而生了磁懸浮列車，它淘汰了原有的列車車輪，充分利用軌道中的磁力。在實際的運轉過程中，軌道對列車和列車對軌道間的磁力就是一對相互作用力，在這種理論的基礎上，使得磁懸浮列車可以正常的懸浮于軌道之上，順利的完成高速運轉。

隨著航空航天事業(yè)的快速發(fā)展，其在動力方面的進步與牛頓的第三定律有直接作用。例如火箭發(fā)射，其中燃料在燃燒的過程中，產(chǎn)生的對空氣的壓力及空氣對燃料的力就是一對相互作用力，且這對作用力是確?；鸺@得足夠的動力，最后得以順利進入太空。太空中也不乏相互作用力，航天員對太空艙壁有一定的壓力，反之，太空艙壁也給航天員壓力，這就是一對相互作用力，這種作用力與反作用力可以使得航天員在太空失重的狀態(tài)下也可以保持平衡。

（二）生產(chǎn)中的應用

站在現(xiàn)在工業(yè)的視角，牛頓的第三定律可應用于多種生產(chǎn)作業(yè)中，進而提高生產(chǎn)作業(yè)的綜合效率。例如道路修建，為使道路可以更加的牢固，人們通常選擇使用大型機器來修建路基，利用電磁鐵將幾噸重的鐵石吊至高空，然后砸下。了解了牛頓的第三定律后我們就會明白，鐵石從高空中對地面的壓力和地面對鐵石的反作用力也是一對相互作用力，通過高空之后的力比較大，使得路面更牢固緊實。另外還有鋪設瀝青的時候，壓路機與地面之間也存在作用力與反作用力，也是牛頓第三定律的很好運用。實際生活中，類似的例子數(shù)不勝數(shù)，充分展示了第三定律在生產(chǎn)作業(yè)中的廣泛應用，直觀的展現(xiàn)第三定律對生活的重要性。

（三）日常生活中的應用

我們的日常生活中，從宏觀上說，絕大多數(shù)我們所接觸到的物體之間的相互作用都是牛頓第三定律的產(chǎn)物。換句話說，牛頓的第三定律已滲透到我們衣食住行等方方面面。例如出行方面，選擇步行，鞋底與地面產(chǎn)生的摩擦力，符合牛頓第三定律，地面對鞋的推力與鞋底對地面產(chǎn)生的摩擦力是相互作用力；選擇駕車，汽車的剎車裝置、動力裝置也滿足著牛頓的第三定律。因此，日常生活中的點滴與牛頓的第三定律是息息相關的。

（四）在體育中的應用

很多人知道游泳，但沒那么清楚其間的原理。二零零九年三月二十四日在上海國際網(wǎng)球中心舉行的第十四屆國際泳聯(lián)世界錦標賽中，有一項蛙泳大家都知道蛙泳的過程，用雙腳往后用力蹬水，導致水受到了向后的作用力，而人體受到的反作用力是向前的，人體就是由此來獲得前進的動力。而在自由泳的過程中，其下肢打水的方式是上下方向，二其合力是向后的，因此人體得到的推力依然是向前的，這也是一對相互作用力，都離不開牛頓的第三定律。

牛頓的第三定律對人們及社會的影響遠遠不止這幾個方面，并且在未來的發(fā)展中，牛頓的第三定律依然有著極強的拓展力，將更廣泛的應用與人類生活的方方面面，將不斷實現(xiàn)科學家們對第三定律的大膽創(chuàng)新及理性構想。我們可以從磁懸浮列車看出，第三定律在提速方面表現(xiàn)的很優(yōu)秀，那么我們堅信在不久的將來，第三定律將更進一步去提高人們的生活質量。