何博聞 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)

用牛頓定律巧妙解決生活中的問題

何博聞 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)

物體的大小，重量各不相同，運(yùn)動(dòng)方式也各種各樣，但是它們都遵循著一種客觀的運(yùn)動(dòng)規(guī)律——牛頓定律。偉大的物理學(xué)家艾薩克·牛頓根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中總結(jié)出，俗稱牛頓定律。牛頓定律包括牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律，其奠定了當(dāng)代力學(xué)的基礎(chǔ)。在高中物理學(xué)習(xí)中，我們就對(duì)牛頓三大定律進(jìn)行全方面的學(xué)習(xí)，了解了定義、方式和應(yīng)用，在學(xué)習(xí)過程中我們發(fā)現(xiàn)，牛頓定律在我們生活中隨處可見，改變著我們的生活。本文就介紹牛頓三大定律在我們生活中如何巧妙的解決問題。

牛頓定律 解決 生活問題

牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)它也是研究和解決力學(xué)問題的三大武器之一。在生活中，它是眾多運(yùn)動(dòng)物體的力學(xué)基礎(chǔ)，每時(shí)每刻都在影響和改變我們的生活。

1 牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律在生活中的運(yùn)用

任何物體，在不受力的作用時(shí)，都保持著靜止的狀態(tài)或是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這是牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的定義。當(dāng)然，在我們現(xiàn)實(shí)生活不可能存在完全不受力的物體，至少它要受到地球引力，即萬有引力的影響。所謂的不受力，只是物體受到的力被相互抵消了。牛頓第一定律也叫慣性定律，闡述的是物體總有保持原來靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性除非有力作用給它，它表達(dá)的是力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。慣性是物體固有的屬性，本身質(zhì)量越大，慣性就越大。汽車突然開動(dòng)時(shí)，站在汽車內(nèi)的乘客身體會(huì)向后傾倒，當(dāng)汽車突然停止時(shí)，站在汽車內(nèi)的乘客身體會(huì)前傾倒，也是這個(gè)慣性。這是因?yàn)檐噹匕褰o人體一靜摩擦力使其向前或向后運(yùn)動(dòng)，而人體的慣性要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)的緣故。

牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用多數(shù)都在體育運(yùn)動(dòng)方面，比如：跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在比賽的時(shí)候，都會(huì)進(jìn)行助跑，一是為了提高運(yùn)動(dòng)速度，二是增加動(dòng)力，在本身慣性的作用下，跳的更遠(yuǎn)。滑冰運(yùn)動(dòng)員在比賽時(shí)，都會(huì)用力快速的滑動(dòng)，在具有一定初速度后停止用力，就會(huì)滑的更遠(yuǎn)。在更多的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目比賽中，牛頓第一定律不僅讓運(yùn)動(dòng)員超常發(fā)揮，更重要的是，可以讓動(dòng)作更協(xié)調(diào)，減少不必要的消耗。

2 牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律在生活中的運(yùn)用

牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的常見表述是：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律是力的瞬時(shí)作用效果，加速度和力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。通俗的講就是力的平衡，即物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。而想要保持這種狀態(tài)，必須使共力點(diǎn)在作用力下物體所受合外力為零。

在我們娛樂生活中，游樂場(chǎng)里面的娛樂項(xiàng)目“跳樓機(jī)”就是牛頓第二定律最好應(yīng)用，在我們參加游戲時(shí)，我們會(huì)被工作人員固定在座椅上，然后慢慢上升，離開地面，上升到大約50米左右停下，然后“跳樓機(jī)”做自由落體運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后，由于受到向上恒定的空氣阻力會(huì)使座椅受到的合外力為零，開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，最后到地面時(shí)恰好速度為零。再比如，在足球比賽中，運(yùn)動(dòng)員需要不斷給球力和方向來達(dá)到傳球和射門的目的，足球受到力之后，加速度發(fā)生改變，從而改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。牛頓第二定律不僅在足球比賽中運(yùn)用到，在很多體育競(jìng)技中都能體現(xiàn)。

3 牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律在生活中的運(yùn)用

牛頓第三定律通常的定義是相互作用的兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。作用力和反作用力是相互的，互相依賴相為依存，均以對(duì)方存在為自已存在的前提，沒有反作用力的作用力是不存在的；力具有物質(zhì)性，不能脫離開物體而存在。

我們生活中很多現(xiàn)象都運(yùn)用到牛頓第三定律，最貼近生活的就是打手掌，當(dāng)你被打手掌時(shí)，你很痛，但是，打你的人手掌同樣也痛，俗話說“一個(gè)巴掌拍不響”就是這個(gè)原理。在劃船時(shí)，沒有風(fēng)，小船會(huì)在水中自行飄動(dòng)，有風(fēng)的時(shí)候，會(huì)根據(jù)不同的風(fēng)向改變運(yùn)動(dòng)軌跡。在古代，帆布就是巧借風(fēng)力，達(dá)到航行的目的，而在現(xiàn)代，人們發(fā)明了動(dòng)力裝置，在船尾給船一個(gè)外力，而向后的水會(huì)給船一個(gè)向前的反作用力，由此推動(dòng)船運(yùn)動(dòng)?；鸺?，導(dǎo)彈，噴氣式飛機(jī)等都是這個(gè)原理，使得其速度大大加快。

同樣，在體育競(jìng)技中牛頓第三定律應(yīng)用也很多，大家都知道蛙泳比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員需要雙腳向后蹬水，水受到向后的作用力，反過來給人一個(gè)向前的推力。根據(jù)這個(gè)原理，只要運(yùn)動(dòng)員把握最佳的受力點(diǎn)，就能獲得更多的推力，加快運(yùn)動(dòng)速度。

4 結(jié)束語

牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，以上只是一部分例子，在生活中運(yùn)動(dòng)的物體無不體現(xiàn)其牛頓定律的原理。相信牛頓定律會(huì)給我們生活帶來很多便利，巧妙解決生活中的一些問題。

[1]張小廣；牛頓運(yùn)動(dòng)定律在生活中的應(yīng)用 [J]《語數(shù)外學(xué)習(xí)》；2015.2

[2]張燕；牛頓運(yùn)動(dòng)定律在實(shí)際中的應(yīng)用 [J]《中學(xué)生數(shù)理化（高一版）》；2009.8