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牛顿第三定律

一只手推墙,手也感到墙的推力。把施力者和受力者标清,牛顿第三定律可以写成:若 A 对 B 施力 F→A→B,B 同时对 A 施力 F→B→A=−F→A→B. 两力大小相等、方向相反,分别作用于不同物体,所以不能把它们相加成“B 所受合力为零”。

推开两辆小车

设小车 A 的质量为 40kg,小车 B 为 60kg,在近似无摩擦的直轨上互推。推开瞬间,若 A 对 B 的力向右且为 120N,则 B 对 A 的力向左、也为 120N。分别对两车用牛顿第二定律,加速度大小为 |aA|=12040=3.0m/s2,|aB|=12060=2.0m/s2. 力相等却加速度不等,因为质量不同。若把 A 和 B 一起选作系统,这两力是内力,相加为零;若只研究 A,则 B 的推力是 A 的外力。研究对象换了,力的清单就要重画。

左侧四十千克小车 A 与右侧六十千克小车 B 相互推开;B 对 A 的力指向左,A 对 B 的力指向右,两力均为一百二十牛顿
第三定律的一对力分别画在两辆车上;不要在单辆车的受力和中把它们抵消。

与一物体上的平衡力区分

一本静止在桌上的书受向下的重力和桌面给它向上的支持力。在水平静止时,这两力大小相等、方向相反,却都作用在书上,所以是书的平衡力,不是第三定律的一对力。与“桌面对书的支持力”成对的是“书对桌面的压力”;与“地球对书的重力”成对的是“书对地球的引力”。两物体的相互作用可以同时存在,不能把“作用”理解为先发生、“反作用”理解为随后才发生。

人向后蹬地,地面对人的静摩擦力向前;分析走路时,人受到的正是这一外力。这个例子也提醒我们,摩擦力未必总与物体整体的运动方向相反,它阻碍的是接触处的相对滑动趋势。没有足够的摩擦力,脚向后打滑,向前加速反而困难。

参考资料