大学物理·力学

牛顿三定律

10 分钟

第一定律:物体会「偷懒」

一切物体在不受外力时,保持静止或匀速直线运动——这叫惯性。公交车急刹车时你往前倾,不是有人推你,而是你的身体「懒得」跟着车减速。伽利略早就想到:一个小球滚下斜面再滚上对面斜面,如果完全没有摩擦,它会一直滚到原来的高度;把对面放平,它就会永远滚下去。牛顿把这个洞见写成了第一定律。

第二定律:力是「改变」的原因

F = ma,全书最重要的一条式子。白话:力决定速度改变的快慢;同样的力,质量越大越难推动。用 10 牛的力(大约拎起一升牛奶的力)推一辆 2 千克的玩具小车,它的加速度就是 5 米/秒²;换成 20 千克的大箱子,加速度只剩 0.5 米/秒²。注意方向:加速度永远跟合力同向。

第三定律:力永远成对出现

你推墙,墙也推你——大小相等、方向相反、作用在两个不同物体上。走路是脚向后蹬地、地向前推你;火箭是向下喷燃气、燃气向上推火箭。

常见误区:拔河

拔河赢的一方,不是因为「拉对方的力更大」——根据第三定律,两边的拉力永远相等!胜负取决于谁脚下的摩擦力更大。所以拔河要穿防滑鞋、身体后倾,道理全在这里。

练一练:坐在转椅上伸开双臂,让同学轻推你一下,体会「不受力就保持运动状态」;再抱着书包试一次,感受惯性和质量的关系。

小纸条

解释:为什么汽车安全带在急刹车时能保护人?用第一定律回答。

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