“細說”牛頓三定律

　　牛頓運動定律是宏觀物體在低速狀態下慣性參考系中的普遍適用規律，三條定律各自從力與運動的關系入手，揭示定性和定量的關系，對它的考查方式比較靈活，既可以從純概念角度考查，也可以結合其他部分各章知識對其進行運算類的考查，且每年在高考題中的考查率極高。
　　牛頓第一定律揭示了力與運動間的正確關系。
　　牛頓第一定律的最大貢獻就是糾正了類似“沒有力物體就停下來，所以力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點，使人們對物體的運動有了更為科學和嶄新的認識：物體的運動不需要力來維持，力是用來改變物體運動狀態的。同時，又給人們關于物體運動原因的解釋找到了更好的突破口：慣性是維持物體運動狀態的原因。并且最后指出物體不受外力時的兩種可能狀態：靜止或勻速直線運動。
　　牛頓第二定律是“力是使物體運動狀態發生改變的原因”的直觀、具體、定量表現。
　　通過采用控制變量法，對物體的加速度與物體所受外力及物體的質量的關系做出科學定量的結論，即牛頓第二定律表達式F=kma。在比例系數k的去處過程中要強調一下單位制的重要性：力學單位制涉及公式表達的科學性、物理運算結果的準確性，以及不常見物理量單位的推導。牛頓第二定律為了簡化其公式形式對m，a均采用了國際單位制kg和m/s2，并且令1N=1kgm/s2，這么一來比例系數k就是1了，于是就出現了我們常用的形式F=ma。
　　關于牛頓第二定律，我們不僅要熟記公式形式，還要理解公式的產生過程，即所使用的探索物理規律的方法——控制變量法。然后，就要側重公式含義：F為物體所受的合外力，m為受力物體的質量，a為在合外力作用下產生的加速度。使用時關鍵問題在于找準合外力，這樣就要求能夠正確地進行受力分析，然后求得合外力（當然，有時根據題的需要可能要在某一方向上使用牛頓第二定律，這樣，F就應該是這一方向上的合外力）。另外，對于物體的質量也是很容易被忽視的，當有多個物體構成相對靜止的物體系時，使用牛頓第二定律一定要看清受力物體是哪一個或是哪幾個，然后代入相應的物體質量。
　　牛頓第三定律強調了物體間作用力的相互性。
　　每個力都有它的施力物體和受力物體，這一點，突出了物體間作用的相互性，即一個力的存在必須依賴于兩個物體，一個物體是無法產生力的，而且產生力的這兩個物體間不一定相互接觸，比如磁力、重力等。牛頓第三定律中作用力與反作用力在實際運用中也是很廣泛的，它可以用于定性判斷問題，比如區分平衡力與相互作用力；也可用于定量計算，在具體的邏輯運算中發揮著一種橋梁的作用。
　　高中大多是在研究宏觀低速物體，而在一些微觀領域，高中階段甚至仍需使用牛頓運動定律去進行理想化處理。可見，牛頓定律在高中階段有著極其重要地位，因此，應讓學生著重加深理解。
　　（唐山市豐南區唐坊高中）