理论联系实际理解牛顿第三定律

时间:2022-03-24 06:10:22

理论联系实际理解牛顿第三定律

牛顿第三定律是动力学的基础知识,是解决动力学问题必不可少的工具之一.本文就牛顿第三定律的实际应用举例并详细分析,以加深对牛顿第三定律的理解.

1. 日常生活中

例1 甲、乙两人发生口角,甲在乙的胸口上打了一拳致使乙受伤,法院判决甲应支付乙医疗费.甲狡辩说:我打了乙一拳,根据牛顿第三定律知,乙对我也有相同大小的作用力,所以乙并没有吃亏.那么这一事件判决的依据在哪里?( )

A. 甲打乙的力大于乙对甲的作用力,判决甲付给乙医疗费

B. 甲打乙的力大小等于乙对甲的作用力,但拳头的承受力大于胸口的承受力,所以乙受伤而甲未受伤,甲又主动打乙,故判决甲支付乙的医疗费

C. 甲打乙的力大小等于乙对甲的作用力,甲的拳和乙的胸受伤的程度不同,甲轻而乙重,故判决甲支付乙的医疗费

D. 由于是甲用拳打乙的胸口,所以甲对乙的力远大于乙胸对甲拳的作用力,故判决甲支付乙的医疗费

解析:此题的创新之处在于由物理原理上升到了法院审理.甲打乙的胸口时,从物理角度看,甲打乙的力与乙对甲的反作用力,是一对作用力与反作用力,大小是相等的,故A、D选项错误.但是从生理角度看,因为甲的拳头与乙的胸口承受外力的限度不同,所以甲的拳头与乙的胸口的疼痛感受和受伤情形不同;此外,从法理角度看,是甲主动出手伤人的,甲是施暴者,乙是受害人.故B选项正确,C选项错误.

点评:本题通过生活中的事例,考查作用力与反作用力的特点及应用的能力.

2. 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,而墙的反作用力会使人向外摔去. 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.

3. 体育活动中

例3 拔河比赛:如图1,甲、乙两队进行拔河比赛,不管谁胜谁负,甲对乙的拉力总等于乙对甲的拉力.

图1

分析:受力如图3.若乙队负,可以以乙队为研究对象,水平方向上乙受两个力的作用,甲对乙的拉力T甲乙和地对乙的摩擦力f乙,其中T甲乙>f乙,造成乙队负.

4. 现代科技中

例4 地处西北戈壁滩的酒泉卫星发射中心,用长征二号捆绑式大力运载火箭把我国自己设计的载人航天飞船“神舟”六号发送上天.下列关船和火箭上天的情况叙述正确的是( ).

A. 火箭尾部向外喷气,反过来喷出的气体对火箭产生一个作用力,从而获得向上的推力

B. 火箭的推力是由于喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力作用于火箭而产生的

C. 火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽向后喷气也不会产生推力

D. 飞船进入轨道后,卫星和地球间存在一对作用力和反作用力

解析:火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,因而B、C错误,A项正确;当火箭运载卫星进入轨道之后,卫星与地球之间依然存在作用力与反作用力,即地球吸引卫星,卫星也吸引地球,故D项正确.

点评:此题以载人航天飞船“神舟”六号立意命题,情景新颖,具有时代气息,考查作用力和反作用力的应用.

总之,只要把握了作用力和反作用力的相互依赖性、同时性、同质性及不可叠加性,明确研究对象,准确分析受力,就能正确分析、解决实际问题.

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