牛顿第三定律·典型题剖析

例1　 一个大汉（甲）跟一个女孩（乙）站在水平地面上手拉手比力气，结果大汉把女孩拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大．

B．大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大．

C．大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等．

D．只有在大汉把女孩拉动的过程中，大汉的力才比女孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大．

分析　 作用力与反作用力总是大小相等的．大汉与女孩手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是女孩被大汉拉过来的过程中，大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力的大小总是相等的，所以说法B，C正确．

答　 A，D．

说明　 既然大汉拉女孩和女孩拉大汉的力一样大，大汉为什么能把女孩拉过来呢？要害在于地面对两者的最大静摩擦力不同．如图3－11分别画出两者在水平方向上的受力情况，显然，只有当f甲＞f乙时，女孩才会被大汉拉过来．假如让大汉穿上溜冰鞋站在磨光水泥地上，两人再比力气时，女孩就可以轻而易举地把大汉拉过来．

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．

分析　 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“甲对乙和乙对甲”的关系，找出各自的反作用力．

解答　 汽车受到的力和各个力的反作用力列表如下：

画出汽车和山坡隔离体的受力图，如图3－12所示．

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3－13所示，用弹簧秤悬挂一个重G=10N的金属块，使金属块部分地浸在台秤上的水杯中（水不会溢出），若弹簧秤的示数变为T′=6N，则台秤的示数　　　 [　　　 ]

A．保持不变．　　　　　　　 B．增加10N．

C．增加6N．　　　　　　　　 D．增加4N．

分析　 金属块浸入水中后，水对金属块产生浮力F．由弹簧秤的示数知，浮力的大小为

F=G=T′=10N-6N=4N．

根据牛顿第三定律，金属块对水也施加一个反作用力F′，其大不F′=F=4N．通过水和缸的传递，对台秤产生附加压力．所以，台秤的示数增加4N．

答　 D．

说明　 任何力都是成对出现的，对液体和气体的作用同样遵循着牛顿第三定律．本题可以通过实验精确验证，请同学们自己去完成。

讨论

牛顿第三定律中的作用力与反作用力，指的都是实际物体间的相互作用力，每一个力都有明确的施力者与受力者．它们不同于在力的分解与合成中，根据力的作用效果而引入的“合力’与“分力”．因此，合力与分力都没有单独的反作用力．