引入

马拉车时,马对车的力和车对马的力大小相等,为什么车还能前进?

作用力和反作用力能相互抵消吗?

为什么说第三定律是动量守恒的基础?

第三定律看起来最简单,但“大小相等、方向相反”只是表面。真正关键的是:这两个力作用在不同物体上,所以永远不能抵消。

正文

定义

当两个物体相互作用时,彼此施加于对方的力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上:

三个性质

性质含义
同时性同时产生、同时消失,没有先后
异体性分别作用在两个不同物体上
同线性沿同一条直线,方向相反

异体性是最容易被忽略的一条。它决定了作用力与反作用力不能求合力、不能抵消。

与平衡力的区别

项目作用力与反作用力平衡力
作用对象两个不同物体同一物体
性质一定是同种性质的力可以是不同性质的力
是否抵消不能抵消合力为零,互相抵消
存在关系同时存在、同时消失撤去一个,另一个可能仍存在

马拉车问题中,马对车的拉力与车对马的拉力是作用力与反作用力,不能抵消。车前进与否取决于车受到的合力,包括地面的静摩擦力。

为什么是动量守恒的基础

对由两个物体组成的系统,内力成对出现:

求和后相互抵消:

于是系统总动量的变化只由外力决定。这就是动量守恒的力学根源。

适用范围

牛顿第三定律在经典力学中普遍成立,但在以下情形需要修正:

情形说明
高速运动需考虑场的动量,力的传递不是瞬时的
电磁相互作用电荷间的力通过场传递,场的动量也要计入
接触力本质是电磁力,宏观上仍近似成立

在常规力学问题中,第三定律可以放心使用。

常见误区

错误说法问题
“作用力大,反作用力小”永远大小相等
“先有作用力,后有反作用力”同时产生
“两个力抵消,物体平衡”作用在不同物体上,不能抵消
“作用力和反作用力性质不同”一定同性质

引出

其他牛顿定律:牛顿第一定律、牛顿第二定律。

为什么“马拉车”问题中,车能前进?

电磁相互作用中,第三定律为什么需要引入场的动量才能成立?