用牛頓定律巧妙解決生活中的問題

何博聞 華中師范大學第一附屬中學

用牛頓定律巧妙解決生活中的問題

何博聞 華中師范大學第一附屬中學

物體的大小，重量各不相同，運動方式也各種各樣，但是它們都遵循著一種客觀的運動規(guī)律——牛頓定律。偉大的物理學家艾薩克·牛頓根據(jù)物體的運動規(guī)律在1687年于《自然哲學的數(shù)學原理》一書中總結(jié)出，俗稱牛頓定律。牛頓定律包括牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律和牛頓第三運動定律，其奠定了當代力學的基礎。在高中物理學習中，我們就對牛頓三大定律進行全方面的學習，了解了定義、方式和應用，在學習過程中我們發(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

牛頓三大運動定律是經(jīng)典力學的基礎，同時它也是研究和解決力學問題的三大武器之一。在生活中，它是眾多運動物體的力學基礎，每時每刻都在影響和改變我們的生活。

1 牛頓第一運動定律在生活中的運用

任何物體，在不受力的作用時，都保持著靜止的狀態(tài)或是勻速直線運動狀態(tài)，這是牛頓第一運動定律的定義。當然，在我們現(xiàn)實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動狀態(tài)的特性除非有力作用給它，它表達的是力是改變物體運動的原因，而不是維持物體運動的原因。慣性是物體固有的屬性，本身質(zhì)量越大，慣性就越大。汽車突然開動時，站在汽車內(nèi)的乘客身體會向后傾倒，當汽車突然停止時，站在汽車內(nèi)的乘客身體會前傾倒，也是這個慣性。這是因為車廂地板給人體一靜摩擦力使其向前或向后運動，而人體的慣性要保持原來的靜止狀態(tài)的緣故。

牛頓第一運動定律的應用多數(shù)都在體育運動方面，比如：跳遠運動員在比賽的時候，都會進行助跑，一是為了提高運動速度，二是增加動力，在本身慣性的作用下，跳的更遠?；\動員在比賽時，都會用力快速的滑動，在具有一定初速度后停止用力，就會滑的更遠。在更多的運動項目比賽中，牛頓第一定律不僅讓運動員超常發(fā)揮，更重要的是，可以讓動作更協(xié)調(diào)，減少不必要的消耗。

2 牛頓第二運動定律在生活中的運用

牛頓第二運動定律的常見表述是：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。牛頓第二運動定律是力的瞬時作用效果，加速度和力同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。通俗的講就是力的平衡，即物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。而想要保持這種狀態(tài)，必須使共力點在作用力下物體所受合外力為零。

在我們娛樂生活中，游樂場里面的娛樂項目“跳樓機”就是牛頓第二定律最好應用，在我們參加游戲時，我們會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”做自由落體運動，一段時間后，由于受到向上恒定的空氣阻力會使座椅受到的合外力為零，開始做勻減速直線運動，最后到地面時恰好速度為零。再比如，在足球比賽中，運動員需要不斷給球力和方向來達到傳球和射門的目的，足球受到力之后，加速度發(fā)生改變，從而改變運動狀態(tài)。牛頓第二定律不僅在足球比賽中運用到，在很多體育競技中都能體現(xiàn)。

3 牛頓第三運動定律在生活中的運用

牛頓第三定律通常的定義是相互作用的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。作用力和反作用力是相互的，互相依賴相為依存，均以對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)象都運用到牛頓第三定律，最貼近生活的就是打手掌，當你被打手掌時，你很痛，但是，打你的人手掌同樣也痛，俗話說“一個巴掌拍不響”就是這個原理。在劃船時，沒有風，小船會在水中自行飄動，有風的時候，會根據(jù)不同的風向改變運動軌跡。在古代，帆布就是巧借風力，達到航行的目的，而在現(xiàn)代，人們發(fā)明了動力裝置，在船尾給船一個外力，而向后的水會給船一個向前的反作用力，由此推動船運動。火箭，導彈，噴氣式飛機等都是這個原理，使得其速度大大加快。

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

4 結(jié)束語

牛頓三大運動定律是經(jīng)典力學的基礎，以上只是一部分例子，在生活中運動的物體無不體現(xiàn)其牛頓定律的原理。相信牛頓定律會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；牛頓運動定律在生活中的應用 [J]《語數(shù)外學習》；2015.2

[2]張燕；牛頓運動定律在實際中的應用 [J]《中學生數(shù)理化（高一版）》；2009.8