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牛顿第三定律

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本文详细与同学们一起探究牛顿第三定律的内容,公式,易错问题,作用力特征和应用范畴。我们首先来看王尚老师为牛顿第一定律录制的视频,在视频的下方有该考点的详细解析。

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视频1:牛顿第三定律典型题讲解

视频2:牛顿第三定律典型题讲解

视频3:牛顿第三定律典型题讲解

牛顿第三定律

牛顿第三定律的内容:两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。即F1=-F2(或N=N')

牛顿第三定律的最简单理解:我们在公园划小船的时候,总是用船桨向后划水,这是为什么呢?因为我们要用船桨给水向后的力,而水就会对我们(船桨)施加向前的力,确保小船向前走。

不仅划船如此,喷气式飞机飞行,火箭的发射也是如此,都是借助牛顿第三定律来实现的。

牛顿第三定律示意图

牛顿第三定律的易错问题

牛顿运动第三定律,是作用力与反作用力定律。该定律的概括描述为,你推我则我推你,且两个推力的大小是相等的,方向是相反的,作用在两个不同的物体上。

王尚老师辅导书物理自诊断每道题都有视频讲解,哪道题不会扫题旁二维码即可看视频,学习更高效,考试分数更高。欢迎添加微信teacherws咨询。牛顿第三定律,是常见的考试易错点,这主要还是因为同学们对研究对象的选取问题。

比如,题目求解的是杯子对桌面的压力,而我们往往是对杯子进行分析,求解的是桌面对杯子的支持力。该支持力与所求的压力,为作用力与反作用力。如果题目问的是压力为多少,则应在题目中这样书写:

根据牛顿第三定律可知,杯子对桌面的压力等于杯子所受到的支持力,其大小为10N,力的方向为竖直向上。

牛顿第三定律的理解

(1)区分一对作用力反作用力和一对平衡力

牛顿第三定律示意图

一对作用力反作用力wuli.in和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上。

作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。

王尚举一个例子来帮助大家理解。一个物体静止在桌面上,其自身重力与桌面的支持力(弹力)是一对儿平衡力;而左面的支持力和物体对桌面的压力是作用力与反作用力。

(2)一对作用力和反作用力的冲量和功

一对作用力和反作用力在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的总冲量一定为零,但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的,而两者对应的位移大小、方向都可能是不同的。王尚老师辅导书物理自诊断每道题都有视频讲解,哪道题不会扫题旁二维码即可看视频,学习更高效,考试分数更高。欢迎微信teacherws咨询。

①力的作用是相互的。同时出现,同时消失。

②相互作用力一定是相同性质的力。

③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。

④作用力也可以叫做反作用力,只是选择的参照物(高中为参考系)不同。

⑤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。

相互作用力特征

①相互作用力wuli.in是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上、且在同一直线上的力;两个力的性质是相同的;

②平衡力是作用在同一个物体上的两个力,大小相同、方向相反,并且作用在同一直线上。两个力的性质可以是不同的。平衡力的条件是在共点力的作用下物体所受的合力为0;

③相互平衡的两个力可以单独存在,但相互作用力同时产生,同时消失;

④相互作用力只涉及两个物体(施力物体同时也是受力物体),而平衡力要涉及三个物体(两个施力物体和一个受力物体);

⑤相互作用力分别作用在两个物体上,而平衡力共同作用在一个物体上;

⑥王尚老师新书物理自诊断每道题都有视频讲解,哪道题不会扫题旁二维码即可看视频,学习更高效,考试分数更高,欢迎加微信teacherws咨询。相互作用力没有合力,平衡力合力为0;

⑦相互作用力具有各自的作用效果,平衡力具有共同的作用效果;

牛顿第三定律与动量守恒定律的应用范畴

(不在高考范围内)牛顿第三定律是研究质点系运动规律的基础,一般来说接触物体之间相互作用都遵从牛顿第三定律,对于相隔一定距离物体之间的相互作用就要看具体情况了。

由第三定律可知,当两个物体不受外力作用而只有相互之间作用时,它们的总动量变化为零,既动量守恒。把这一物理结论推广到有多个物体组成的系统,就是更加普遍适用的动量守恒定律,它比牛顿第三定律适用范围更广,适用于从低速到高速,从宏观到微观各个物理领域和各种相互作用。

对于相隔一定距离通过场以有限速度产生的物体之间的相互作用,例如引力相互作用和磁力相互作用,要考虑推迟效应。其中引力相互作用,由于客观物体的运动速度远小于光速,且实际观测并未发现推迟效应带来的影响,因此一般假定引力相互作用遵从牛顿第三定律。

对于磁场相互作用,例如静止电荷之间的电场力作用,由于推迟效应可以忽略,牛顿第三定律仍可适用。而某些电磁相互作用如运动电荷之间的相互作用,牛顿第三定律不适应,而要代之以更普遍适用的动量守恒定律

牛顿第三定律学习问题与王尚老师答疑

王尚老师物理答疑

学生问题1:王尚老师您好,最近几次物理考试的时候我总是忘牛顿第三定律,导致白白扣分,怎么才能时刻想起来呢?

王尚老师回复:其实《物理自诊断》书中,牛顿运动定律部分是有一些考到牛顿第三定律的问题,我就担心你不去认真看书的视频,错过了。解决这个问题,我觉得还是要从受力分析出发,一定要搞明白受力分析最关键的一步是明确研究对象,另外,就是做解答题的时候要有一种预防陷阱的意识。这两点都抓住了,以后考试就不会在这里跌倒了。你说是不是这个道理?你再去看看《物理自诊断》专题10的例1,专题22的例10;

学生问题2:动量守恒定律的前提条件,是不是能够表征为只存在牛顿第三定律的物体之间的内力。

王尚老师:你的这种说法很聪明,看得出来,你是反思了好久才说出来这句话的。动量守恒定律的前提是,没有外界的力作用在系统上。系统内部的力对动量是没有影响的,系统内部的力,就是你这里描述的牛顿第三定律的内力。

参考文献

牛顿第一定律http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/61.html

牛顿第二定律http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/64.html

受力分析http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/31.html

牛顿三大定律http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/33.html

动量定理http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43175.html

作者:王尚,齐思源,苏阳,版权归属高中物理网(gaozhongwuli.com),严禁转载。

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