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牛顿第三定律典例解析
江苏省西亭高级中学 李秀成
学生通过初中的学习，已知道“力是物体间的相互作用”，对牛顿第三定律又有着丰富的生活经验，故他们对定律内容的理解并不困难。但在实际应用中往往出现这样或那样的错误，比如：认为作用力和反作用力相互抵消，共同作用效果为零；或把支持力和压力混为一谈。这就需要深入理解规律来弥补已有知识在处理相关问题时的缺陷。下面笔者通过几个典型例题的分析来帮助同学们进一步理解牛顿第三定律并掌握其应用。
例1、甲、乙两队拔河，甲队胜，则下列说法中哪些是正确的? (　　 )
　A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲队胜
　B．当甲队把乙队匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力
　C．当甲队把乙队加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
　D．甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力，只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，所以甲队胜
图1
分析与解：对拔河过程中甲、乙两方进行受力分析如图1所示：与是一对作用力与反作用力．由牛顿第三定律可知，无论双方怎样运动，这一对力大小始终相同，故A、C错，B正确．甲乙双方能否胜利，要看他们所受对方拉力与地面对他的最大静摩擦力的大小关系．由图可知，故胜利与否的关键在于谁受到地面的最大静摩擦力大些．由题意甲队获胜可知，地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，所以D正确．答案：BD
思考：力气大就一定赢吗？
试想如果让力气大的甲队队员穿上溜冰鞋站在较光滑的水泥地面上，乙队队员只有稍稍用力就可以把甲队拉过来了．
拓展：注意用所学知识去正确认识生活中一些常见的易于被人们错误分析的现象，如力气大的一方拔河会胜、物体的运动需要力来维持、夏天房间里可以打开冰箱进行降温等．
例2、一辆汽车沿山坡加速上行，不计空气阻力，汽车受到哪几个力？并指出各个力的反作用力．
图2
分析与解：以汽车为研究对象，根据对汽车发生作用的物体，找出汽车受到的力，然后由牛顿第三定律，找出各自的反作用力．画出汽车和山坡隔离体的受力图，如图2所示．

汽车受到的力和各个力的反作用力列表如下：

说明：常有些学生会把汽车受到的牵引力，说成是“发动机对汽车的力”，这是不正确的．发动机作为汽车的一部分，它与车身之间的作用力是内力，根据牛顿第二定律，内力不可能使整体产生加速度．这正像自己用手揪住头发向上拉，不会使自己离开地面一样．
汽车前进的机理是：发动机工作，通过传动装置带动车轮旋转，车轮旋转时力图把地面向后推，地面施力使车向前，正像人行走时也是依靠从地面获得推力一样．
例3、如图3所示，天平左盘中有一个木质框架，框架的上部固定着一个电磁铁A，框架的下面有一块小铁片B．天平的右盘放上适当的砝码，使天平处于平衡状态．现用遥控的方法使电磁铁A的电路接通，铁片B将被A吸上去．试分析并回答下列问题：（1）在B向上运动的过程中，天平是什么状态？（2）B被A吸住不动时，天平是什么状态？
（3）用遥控器切断A的电路，在B下落过程中，天平是什么状态？
分析与解：（1）B向上运动时，它受到电磁铁A竖直向上的吸引力作用，吸引力F比B的重力大，而且吸引力随着B与A的距离减小而增大；根据牛顿第三定律，B对A竖直向下的作用力与A对B的吸引力，任何时刻都大小相等，所以，在B向上运动的过程中，天平的平衡遭到破坏，右边将向上翘起．
（2）B被A吸住不动时，天平恢复平衡状态．此时，A、B相对静止，可以看做一个整体，不管A、B之间的吸引力多大，都是系统的“内力”，不影响天平的平衡状态．
（3）A的电路被切断后，它的磁性消失，铁片在重力作用下竖直下落，A、B之间已无作用力，在B下落过程中，天平的平衡状态遭到破坏，左边向上翘起．
小结：一对任何性质、任何运动状态下的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反．