1.  牛顿第三定律
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我们已经知道,物体间的作用力总是同时成对出现的。那么作用力

和反作用力有什么关系呢?

实验 3.11

〔目的〕探究作用力和反作用力的关系。

把两个弹簧秤 A、B 的挂钩连在一起,然后由甲、乙两位同学分别用手拉住这两个弹簧秤的另一端(图 3-19)。这时甲通过弹簧秤对乙的拉力 F 的大小可以从弹簧秤 B 上读出来,而乙通过弹簧秤对甲的拉力 F′的大小可以从弹簧秤 A 上读出来。观察这时两弹簧秤的读数。改变用力的大小,再观察两弹簧秤的读数。

让甲、乙两位同学分别站立在一辆平板小车上,重做图 3-19 的实验, 观察两个弹簧秤的读数。

〔结果〕无论甲、乙两位同学如何改变他们的拉力,也不论他们处于静止或运动状态,两个弹簧秤的读数总是 (相等、不相等)的。

力的这一性质是牛顿首先归纳总结出来的。他指出:物体之间的作用力和反作用力大小相等,方向相反,并且总是作用在一条直线上的, 这就是牛顿第三定律

[例题 3.3] 粗糙地面上放着一木块,手通过绳子用水平拉力拉木块,木块静止不动[图 3-20(a)]。分析这时在水平方向上有几对作用力与反作用力。

〔分析〕由于相互接触且发生形变的物体间必然存在着弹力作用, 因此手对绳子的拉力 F1 和绳子对手的拉力 F1′是一对作用力与反作用力;绳子对木块的拉力 F2 和木块对绳子的拉力 F2′也是一对作用力与反

作用力。

木块虽然处于静止状态,却具有运动趋势,可以推知它与地面间还存在着静摩擦力。因此地面对木块的静摩擦力 f 和木块对地面的静摩擦力 f′又是一对作用力与反作用力[图 3-20(b)]。

根据牛顿第三定律可知,这三对作用力和反作用力都是大小相等, 方向相反并且分别作用在两个物体上。

此外,从图 3-20(b)上还可以看到:绳子的两端同时受到拉力 F1、

F′2。而处于静止状态;木块同时受到拉力 F2 和静摩擦力 f 而处于静止状态。力 F1 和 F′2。是一对平衡力;当把物体看作是质点时,F2 和 f 也是一对平衡力。

【讨论】

  1. 通过以上学习你能总结出作用力与反作用力具有哪些性质吗?

  2. 作用力和反作用力跟一对平衡力有哪些不同?

反作用力在日常生活和生产技术中应用十分广泛。运动员在跳高时

总要用力蹬地面,就是要利用地面的反作用力将他向上弹起;农业灌溉用的自动喷水器(图 3-21),当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转。火箭也是应用燃料燃烧时产生的喷射气流的反作用力使它急剧上升。软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔,然后用力把水挤出体外,乌贼就会向相反方向游去(图 3- 22)。