【全200集】高考物理高中物理完整版教程，必修+選修全集，b站最全版本！！ P4 - 牛頓第三定律

嗨大家好 我們初中學過力的作用是相互的 這個特好理解 假如屏幕前的你對地板有壓力 那地板對你一定也有支持力 簡單吧 現在我們要討論一下 這個理論適用的範圍有多大呢 我們知道初中討論的 都是地板上桌子上小船裏之類的生活現象 那如果把尺度拉大 拉大到宇宙太空的範圍尺度 這個理論還成立嗎 舉個例子 地球對你有吸引力 那你對地球也有吸引力嗎 如果這個結論還成立 那你對地球一定也有一個引力 就像是你正向上提着地球 真是這樣嗎 答案是真的 你對地球確實有吸引力 這不是自戀 這是科學 要知道力的作用是相互的 這個理論全宇宙通用 你沒看錯 就是全宇宙 無死角全覆蓋 別說你跟地球了 就算宇宙中的一粒灰塵 如果太陽吸引它 那它一定也吸引太陽 全宇宙通用 就這麼自信 最初能講出這種狠話的科學家 肯定更是個狠角色了 這個人呢 正是牛頓 而相互作用力理論 只要做一下完善 就是大名鼎鼎的牛頓第三定律 怎麼樣 檔次一下拉到最高了吧 那牛頓第三定律完整的理論體系是什麼呢 接下來咱們從相互作用力出發 一起討論這對立的三個特徵 1.完美的同步性 2.分毫不差的大小關係 3.準確無誤的方向關係 把牛頓第三定律補充完整 這個學習過程的好玩之處在於 你會發現 相互作用力就像是一對終極完美的CP 而這個定律呢 就是它們的CP準則 好 開科吧 爲了方便討論 咱們分別給這兩個立起個名字 那其中一個立叫作用力 另一個呢叫反作用力 那問題來了 如果有這麼一對相互作用力 哪個是作用力 哪個是反作用力呢 注意這個命名的原則 那就是隨便 怎麼叫都行 反正一個叫作用力 另一個叫反作用力就行了 反過來呀 也沒問題 能區分就行 好了 確定了兩個主角的名字 接下來 咱們要翻開牛頓第三定律 這個CP準則了 先看第一條 完美的同步性 這底線在哪呢 最明顯的就是這兩個立 在時間上完全同步 出現就同時出現 消失就同時消失 從不存在一先一後的情況 一點時間差都沒有 如果你理解了這種 甜蜜到極致的同步性 那請你思考一個問題 一個籃球落在地上又彈起來 整個過程中 壓力和支持力滿足什麼條件呢 剛纔說過 作用力和反作用力 在時間上完美同步 同時出現同時消失 不可能啊一先一後 宇宙的法則就是這麼簡單精確 總是同時 這個是個細絲極孔的特性 這就意味着 任何情況下 當我們發現一個作用力 就一定能找到一個反作用力 所有的力都是成對的 我們可以嚴謹地推斷 宇宙中力的個數一定是個偶數 感受到了嗎 作用力和反作用力這兩個概念 絕對是全宇宙第一CP 這個說法不僅科學嚴謹 而且毫不誇張 除了總是成對以外呢 兩個力的大小方向有什麼精確關係嗎 當然有 先看大小 接下來討論 作用力和反作用力的大小有什麼關係 舉個例子 這裏有AB兩根繩子 中間用掛鉤勾在一起 A對B的拉力和B對A的拉力 在大小上有什麼關係嗎 相信你能猜到 兩個力總是相等的 請注意 像這樣的定量結論 只靠猜可不行 必須有實驗支持 我們可以用什麼樣的實驗來驗證呢 首先 我們得能準確讀出力的大小數值 這就需要把繩子替換成 太簡單了吧 換兩個彈簧測力器嘛 你看 A對B拉力的大小會顯示在B這裏 而B對A拉力的大小會顯示在A這裏 只要我們固定其中一邊 拉動另一邊 AB之間就能產生相互作用力 那就能同時看到這一對 作用力和反作用力的大小關係了 我們操作一下試試 看看兩邊的勢數是一直相等嗎 現在勢數都是0 如果緩慢拉動 兩邊會同時有勢數嗎 試一下 誒 再看一遍 兩邊同時出現了勢數 大小完全一樣 再繼續拉動 當左邊勢數來到兩牛 右邊也是兩牛 當左邊是三牛時 右邊也是三牛 兩邊勢數完全一樣 這說明在這個場景下 作用力和反作用力大小總是相等 反覆實驗幾次 結論總是一樣的 事實上 大量的實驗和現象都證明 作用力和反作用力總是相等 所謂總是就是指 無論在哪 什麼時候 都相等 好理解嗎 這個杯子對桌面的壓力是5牛 那桌面對杯子的支持力也是5牛 像這樣的例子當然好理解了 但是 我們想到這是一個 全宇宙都總是成立的結論 那就有點難以置信了 還是拿屏幕前的你來說 地球給你的引力是600牛 那你吸引地球的力是多少 也是600牛 分毫不差 而一輛車和一隻蜜蜂相撞 車給蜜蜂的力和蜜蜂給車的力 大小也是相等的 一丁點都不差 神奇吧 既然力總是相等的 那爲什麼在這個例子裏 地球卻好像沒受啥影響呢 在這個例子裏 車也沒受影響吧 原因就在質量上 人和地球的質量差太多了 蜜蜂和車的質量也差太多了 具體的解釋涉及到另一個宇宙規則 我們會在後面仔細研究 這裏請你先記住這個結論 根據這個結論 請你思考一個問題 乒乓球趴把乒乓球擋回去 乒乓球對乒乓球的力 和乒乓球對乒乓球的力 哪個更大呢 答案是一樣大 這就是宇宙的神奇之處 每一對作用力和反作用力 都精確的相等 它們的CP感完美的毫無例外 事實上這還遠遠不夠 不僅兩個力大小相等 事實證明 兩個力的方向也存在精確的關係 你能猜到嗎 回顧之前的例子就能發現 兩個力之間就像有一面鏡子 它朝下 它就朝上 它向右 它就向左 方向總是相反的 兩個力中間像有面鏡子 只講方向相反就概括全了嗎 感覺還不夠 你看 這兩個力在同一條直線上 這兩個也是同一條直線上 所以還應該再加上一條 總是在同一條直線上 這樣兩個力的方向關係就說全了 瞭解了這個關係 我們就能非常簡單的劃出 所有已知力的反作用力 你看 地球對一個人的引力是600牛 反作用力就是600牛向上 而且兩個力在同一條直線上 好了 大小和方向都研究完了 結論就是這些 這麼極致完美的CP感 除了宇宙的造物主 誰能搞出這種設定呢 這些結論被大科學家牛頓 總結成了第三定律 咱們來看一下這個定律 兩個物體之間的作用力和反作用力 總是大小相等 既然總是相等 也就意味着同時出現和同時消失 除了大小相等 還有方向相反 作用在同一條直線上 我們知道 力就是物體之間的作用 牛頓讓我們知道 宇宙中有無數的物體 物體之間的作用就是這麼簡單 這麼精確 充滿了精緻的設計感 這就是我們高中學到的 第一個宇宙普世的法則 隨着我們學過力學知識增多 你會發現牛頓第三定律 越來越多的神奇之處 拿剛學過的力來舉個例子 你會發現 如果作用力是一個引力 那反作用力也是個引力 如果作用力是一個彈力 反作用力也是彈力 如果作用力是個滑動摩擦力 那反作用力也是滑動摩擦力 靜摩擦力的反作用力也是靜摩擦力 總之 作用力和反作用力的性質也是一樣的 這一對力的關係 我們可以繼續思考繼續挖掘 好了總結一下 我們學習了牛頓第三定律的內容 兩個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 除了這些特點之外 兩個力還會同時出現同時消失 完美同步 未來在做受力分析的時候 一定別忘了這個內容 嗨同學 今天的練習環節我們來看牛頓第三定律 第一層非常的簡單 我們就是理解一下牛頓第三定律 它都有什麼內容 就記住三點 那就是等大反向共限 還得注意一件事 那就是作用力和反作用力 它們也是同時產生同時消失的 OK這就是所有的內容 我們看一看相關的練習題 做一下這道題 第二層是牛頓第三定律的一個應用 我們就記住牛頓第三定律的全部的內容 剛纔已經說了三點 等大反向共限 而且還同時是吧 現在我們就要利用它的一個特徵 同時的特徵相同力永遠都是成對出現的 去判斷一下題目中的說法是否正確 我們來看一下 本課總結 這節課我們重點講了牛頓第三定律 其實就是相互作用力的特點 它有幾個特點 一個是等大大小相等 還有一個是反向方向相反且共限 以上都是初中時重點強調的一些內容 相信你也記得住 接下來是第三個 同時 注意作用力和反作用力 它們是同時產生和同時消失的 不存在誰先誰後 永遠都是同時的 然後最後一個 根據同時的特點 我們還能得到一個結論 那就是作用力和反作用力 永遠都是成對出現的 有一個力 那麼必有它的反作用力 OK 這就是咱們今天的所有內容 我們下節課再見