浅谈牛顿三定律的教学体会

牛顿三定律在力学中占有极其重要的地位，在我多年的物理教学工作中，对牛顿三定律的内容进行了反复学习和思考。总结了几点初浅的认识，现简述如下：

一、牛顿第一定律

内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。数学表达式为： =0 =0 或 =0 =0

说明：

1、物体如果不受任何外力作用时，物体的运动状态必然是匀速直线运动或静止 ，二者必取其一。这是物体运动的一种特殊规律——没有加速度的运动 ，即 =0。

2、物体不受任何外力作用是不存在的，如果所受外力作用的合力为零时，即 =0 时，物体实际上是在平衡力作用下运动，也遵循这一特殊规律——仍是没有加速度的运动，即 = 0

3、只有外力作用下才能改变物体的运动状态，表明力的涵义，力是改变物体运动状态（产生加速度）的原因。

4、物体总有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 ，这种性质叫做惯性。因此 ，牛顿第一定律也叫惯性定律。惯性是一切物体固有的属性。质量是物体惯性大小的量度。力不能改变物体的质量，所以力不能改变物体的惯性 。在此，注意纠正认为“只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性”以及认为“力可以改变物体的惯性”等错误说法 。

5、惯性大小的量度只与物体本身的质量有关。要认识做变速运动的物体的惯性，表现在改变它的运动状态必须有力的作用，不同的物体改变运动状态的难易程度不同，进而明确一切物体有惯性，且不同的物体的惯性有大小之分。注意纠正认为“物体惯性大小除决定于物体的质量外，还决定于物体的运动速度”的错误看法。一定要认识惯性与物体运动状态无关。特别要明确的是这里的“不同物体”仅指“质量”的不同。

6、在外力相同的条件下，质量大的物体与质量小的物体相比较，运动状态难改变，这说明物体的质量越大，惯性越大。力只能改变“物体的惯性状态”，如果把力说成是“克服惯性”的因素就错误了。在此，要注意区分“惯性”和“惯性状态”。

二、牛顿第二定律

内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。数学表达式为： =M 或 =M

说明：

1、当物体的质量一定时，加速度的大小与合外力的大小成正比。即表明任一物体在不同外力作用下，物体的加速度与外力之间的同向正比关系；当合外力一定时，加速度与质量成反比。即表明了不同物体在相等的外力作用下，物体的加速度与物体质量之间的反比关系，并且加速度方向始终与合外力方向相同。

2、在持续不断的恒定外力作用下，物体具有持续不断的恒定加速度；外力随着时间而改变，加速度就随着时间按照外力变化的“规律”而改变，即 = 表明加速度与外力的瞬时关系，而物体运动速度与外力并没有直接联系（例如弹簧振子做简谐振动可以清楚地表明这一点）。在此，要纠正“做匀加速直线运动的物体当合外力减小时，速度就减小”以及“做匀加速直线运动的物体当合外力的方向改变时，物体运动方向也随之改变”等错误认识。

3、物体只有受到外力作用时，物体才具有加速度。外力停止作用，加速度随即消失。而加速度 总是跟着 的变化而变化。每一瞬时的 ，只对应此时刻的 。不能认为后来的加速度是先前的加速度积累而成。表明加速度与外力具有同时性。这一点引导学生学习时要特别强调。

4、当物体所受合外力等于零时，即 =0，则 =0，这是物体受力处于平衡状态的一种特殊情况，即为牛顿第一定律。说明牛顿第二定律与牛顿第一定律既是统一的，又是独立的。

三、牛顿第三定律

内容：两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。数学表达式为： = ′

说明：

1、作用力和反作用力同时产生，同时消失。

2、作用力和反作用力同时增大，同时减小。

3、作用力和反作用力总是相同性质的力。如同为弹力或同为摩擦力等。

4、无论相互作用的两个物体是运动还是静止，作用力和反作用力总是大小相等，方向相反。

5、作用力和反作用力与一对平衡力有着本质的不同。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，所以它们之间不存在相互平衡的问题，二者不能相互抵消。一对平衡力是作用在同一物体上的大小相等、方向相反、在同一直线上的两个力，二者能相互抵消。因此，在分析物体受力时，切勿将一对平衡力与作用力和反作用力相混淆。

四、牛顿三定律的关系及适用范围

牛顿三定律之间紧密联系。牛顿第一定律描述了物体不受外力时的惯性现象，定性地说明了一个物体机械运动状态的变化与其它物体对这个物体的作用力之间的关系。牛顿第二定律定量地说明一个物体机械运动状态的变化与其它物体对这个物体的作用力之间关系。牛顿第三定律说明引起物体机械运动状态变化的物体之间的作用力具有相互作用的性质，并提出相互力之间的定量关系。牛顿第二定律侧重说明一个特定物体；牛顿第三定律侧重说明两个物体之间相互联系相互制约的关系。

牛顿三定律是描述质点受力运动规律的理论。因此，有一定适用范围。以牛顿三定律为基础的经典力学，只适用于研究宏观物体做低速运动的问题，也就是不考虑物体质量随速度的变化，只研究物体受力与状态变化的规律，牛顿三定律只能适用于惯性参考系。

（作者单位：六盘水职业技术学院）