“细说”牛顿三定律

　　牛顿运动定律是宏观物体在低速状态下惯性参考系中的普遍适用规律，三条定律各自从力与运动的关系入手，揭示定性和定量的关系，对它的考查方式比较灵活，既可以从纯概念角度考查，也可以结合其他部分各章知识对其进行运算类的考查，且每年在高考题中的考查率极高。
　　牛顿第一定律揭示了力与运动间的正确关系。
　　牛顿第一定律的最大贡献就是纠正了类似“没有力物体就停下来，所以力是维持物体运动的原因”的错误观点，使人们对物体的运动有了更为科学和崭新的认识：物体的运动不需要力来维持，力是用来改变物体运动状态的。同时，又给人们关于物体运动原因的解释找到了更好的突破口：惯性是维持物体运动状态的原因。并且最后指出物体不受外力时的两种可能状态：静止或匀速直线运动。
　　牛顿第二定律是“力是使物体运动状态发生改变的原因”的直观、具体、定量表现。
　　通过采用控制变量法，对物体的加速度与物体所受外力及物体的质量的关系做出科学定量的结论，即牛顿第二定律表达式F=kma。在比例系数k的去处过程中要强调一下单位制的重要性：力学单位制涉及公式表达的科学性、物理运算结果的准确性，以及不常见物理量单位的推导。牛顿第二定律为了简化其公式形式对m，a均采用了国际单位制kg和m/s2，并且令1N=1kgm/s2，这么一来比例系数k就是1了，于是就出现了我们常用的形式F=ma。
　　关于牛顿第二定律，我们不仅要熟记公式形式，还要理解公式的产生过程，即所使用的探索物理规律的方法——控制变量法。然后，就要侧重公式含义：F为物体所受的合外力，m为受力物体的质量，a为在合外力作用下产生的加速度。使用时关键问题在于找准合外力，这样就要求能够正确地进行受力分析，然后求得合外力（当然，有时根据题的需要可能要在某一方向上使用牛顿第二定律，这样，F就应该是这一方向上的合外力）。另外，对于物体的质量也是很容易被忽视的，当有多个物体构成相对静止的物体系时，使用牛顿第二定律一定要看清受力物体是哪一个或是哪几个，然后代入相应的物体质量。
　　牛顿第三定律强调了物体间作用力的相互性。
　　每个力都有它的施力物体和受力物体，这一点，突出了物体间作用的相互性，即一个力的存在必须依赖于两个物体，一个物体是无法产生力的，而且产生力的这两个物体间不一定相互接触，比如磁力、重力等。牛顿第三定律中作用力与反作用力在实际运用中也是很广泛的，它可以用于定性判断问题，比如区分平衡力与相互作用力；也可用于定量计算，在具体的逻辑运算中发挥着一种桥梁的作用。
　　高中大多是在研究宏观低速物体，而在一些微观领域，高中阶段甚至仍需使用牛顿运动定律去进行理想化处理。可见，牛顿定律在高中阶段有着极其重要地位，因此，应让学生着重加深理解。
　　（唐山市丰南区唐坊高中）