一、拳击手和沙袋
手疼。
沙袋也在"打"拳击手。
(2026-10-16晚上10:15。外面在刮风。楼下那家面馆的招牌灯时亮时灭,闪了两下。)
2026年12月7日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。
物理老师站在讲台上,屏幕亮着。他按了一下遥控器,放了一段视频。
职业拳赛。一名拳击手戴着红手套,对着一个黑色沙袋,打出一记右勾拳。
拳头砸上去的瞬间,沙袋往里凹陷了一小截,整个袋子往后荡出去几度。皮面被砸出一圈闷响。
拳击手收回拳头。他的左手抬起来,轻轻甩了甩。
慢镜头回放到这里,停住。
"他为什么甩手?"
"手疼。"
"为什么手会疼?"
教室里安静了几秒。
"因为他打了沙袋。"小理说。
"打沙袋,拳头为什么会疼?"老师又问了一遍。
小理愣了一下。他从来没想过这个问题的后半段。
打沙袋,手疼——这件事他从小就知道。可"为什么会疼",他真没想过。
老师在黑板上画了两个方块。一个标"拳",一个标"袋"。
"拳打袋——这是作用力 F。"他画了一个箭头,从拳指向袋。
"袋也'打'拳——这是反作用力 F'。"他画了另一个箭头,从袋指向拳。
"因为存在 F',所以拳头会疼。"
"力的作用是相互的。你打别人,别人也在打你。"
小理在笔记本上画了两个方块,中间画了两个方向相反的箭头。他想了想,又在旁边画了第三个箭头。
老师继续讲:"我用力打沙袋,用多大的力?"
"很大。"
"沙袋'回打'我,用多大的力?"
"……一样大?"
"对。"老师说,"这就是牛顿第三定律——作用力与反作用力,总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。"
他转身,在黑板上写下一行公式:
F = -F'
"负号表示'方向相反'。"
小理盯着那个公式。
F 等于负 F 撇。
这行字看起来简单——但他知道,它的含义很深。它说的是,世界上所有的"打",都不是单方面的。
他又低头看了一眼自己的手。手指关节上有一个浅浅的疤——是初二那年,和同学打架留下的。当时他打了对方一拳,对方也回了他一拳。
……那一拳打出去的时候,自己的手也在被"打"。
四个性质:异体、同时、相互、同质。
一个公式:F = -F'。
① 内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
② 公式:F = -F'(负号表示方向相反)。
③ 适用范围:普遍规律。与作用力的性质、质量大小、是否接触、运动状态、参考系选择都无关。
④ 三个特征:等值、反向、共线。
⑤ 四个性质:
• 异体性:作用在两个物体上
• 同时性:同时产生、同时消失
• 相互性:总是相互、成对出现
• 同质性:性质总是相同的
异体同时相互同质。
你打它,它也打你,
同时出现同时没。
- 人民教育出版社课程教材研究所.《普通高中教科书·物理·必修第一册》第三章第3节「牛顿第三定律」. 人民教育出版社, 2019: 97-100.
- 中华人民共和国教育部.《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》. 人民教育出版社, 2020: 15-18.
二、拔河到底比什么?
那谁赢?
看的是——谁和地面的摩擦力更大。
(作用力和反作用力总是相等。那拔河比赛——两队拉力一样大,怎么分输赢?)
(10:42。楼下那个招牌灯又闪了两下。外面的风好像更大了。)
2026年12月7日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。
屏幕上换了一段视频。
操场。塑胶跑道。两队初中生,一队穿红色校服,一队穿蓝色。粗麻绳横在中间,系着一根红布条,下面一道白线。
裁判吹哨。
两队同时用力。红衣队先占上风,绳子中间的红布条偏过去十几厘米。蓝衣队调整姿势,脚跟抵住地面,往后拽。红布条慢慢往回调,然后——越过白线。
红队赢了。蓝队几个男生被拽得往前滑了两步。鞋底在地上擦出两道白痕。
"红队为什么赢?"
"拉力大。"后排有人说。
"不对。"老师说。
他转身在黑板上写了两行:
甲对乙的拉力 F_甲乙
乙对甲的拉力 F_乙甲
"这是一对作用力和反作用力。根据牛顿第三定律——大小相等。"
"也就是说,红队拉蓝队的力,和蓝队拉红队的力,是完全一样的。一样大。"
教室里又安静了一下。小理盯着黑板——他从来没有想过这个问题。拔河明明"分输赢",怎么可能两边拉力一样大?
"那红队为什么赢?"
"看地。"老师说。
他在黑板上画了两个小人,一个标"红",一个标"蓝"。然后分别画了地面给两个队的摩擦力。
"红队能拉动蓝队,是因为红队的脚能'抓'住地面。"
"红队和地面之间有一个摩擦力,方向向后——阻止他们往前滑。蓝队和地面之间也有一个摩擦力,方向向后——阻止他们往后滑。"
"谁的脚'抓'地更牢,谁就赢。"
"拔河比赛,比的是——谁和地面的摩擦力大。"
小理明白了。他想起去年秋季运动会——他们班输给三班。当时大家都说"三班人壮"、"三班力气大"。现在他才知道:其实是"三班的鞋底花纹更深"、"三班的体重更沉"。
老师继续讲:
"蓝队被拽过去的时候,脚在地面上'滑'——那是滑动摩擦力。红队的脚没动——那是静摩擦力。"
"所以赢的队伍,是最大静摩擦力更大的队伍。"
小理低头画图。他在两个队的脚下各画了一个向后的箭头。
然后他忽然想到一个奇怪的问题——
"老师,"他问,"如果双方都站在冰面上呢?"
"拔不动。"老师说。
"那……比赛怎么分输赢?"
"分不了。"老师说,"绳子中间的红布条一直在白线上——谁都不动。"
小理在笔记本上写下这句话:
"拔河——比的是'抓地',不是'力气'。"
下课铃响了。他还坐在那里,盯着黑板上那两行公式。
F_甲乙 = F_乙甲。
……两个力一样大。但结果,却不一样。
两个力大小相等。
但车能动——因为地面对马的摩擦力更大。
① 两队之间的拉力 F_甲乙 和 F_乙甲 是一对作用力与反作用力——大小相等。
② 胜负的决定因素:地面给队伍的摩擦力。
③ 谁的脚与地面的摩擦力(最大静摩擦力)更大,谁就赢。
易错点:不能认为"赢的一方拉力大"。两队拉力一样大——只是赢的一方"抓地"更好。
分胜负看"抓地"功。
谁的摩擦大谁赢,
不是谁的拉力大。
- 人教版《物理》必修第一册 第三章第3节「牛顿第三定律」. 人民教育出版社, 2019: 100-102.
- 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 116-120.
三、火箭在真空里怎么飞?
气体向下冲,火箭向上飞。
这是作用力与反作用力。
(拔河的摩擦,还是"借助地面"。那如果,不借助地面呢?)
(11:10。风停了。窗户不再晃。外面好像安静了一点。)
2026年12月7日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。
老师换了另一段视频。
酒泉卫星发射中心。夜。
镜头是从很远的地方拍的。一枚白色的长征号火箭,竖立在发射塔上,灯光照得通亮。倒计时的数字在屏幕左下角跳着。
十、九、八、七、六、五、四、三、二、一——
点火。
底部猛地喷出一大片橘黄色火焰,白色的烟雾翻滚着向两侧扩散。轰鸣声穿透屏幕。几秒后,火箭从塔架上升起来。一开始很慢,几乎是一米一米地爬。然后越来越快,最后消失在云层里。
"火箭为什么能飞?"
"因为它往下喷火。"小理说。
"喷火就能飞吗?"
小理愣了一下。
"火箭往上飞——它'推'的是什么东西?"
"空气?"
"那如果——"老师说,"我说这枚火箭,已经飞到了大气层外面。那地方没有空气。它还怎么飞?"
教室里安静了一下。
然后老师把视频切到了另一段。这次是在一个实验室里。一枚小火箭,装在一个透明玻璃管里。管子是密封的,抽空了空气。点燃引信——
小火箭在真空管里,升起来了。
"看到了吗?"
"真空里也能飞。"小理说。
"为什么?"
"因为……"小理盯着视频,"火箭往下喷气体,气体也往下'推'火箭?"
"不对。"老师说,"是气体'向上'推火箭。"
"哦对。"小理改口,"气体向下被喷出,气体给火箭一个向上的反作用力。"
"火箭和气体会互相推。"
他在黑板上写:
火箭对气体的力 F(向下)
气体对火箭的力 F'(向上)
"这两个力,是一对作用力与反作用力。"
"大小相等、方向相反、作用在同一直线上。"
"火箭不需要'空气'——它只需要'喷出的气体'。"
小理低头画图。他画了一枚火箭,在它下面画了几条斜着向下的线(气体),然后在火箭上画了一个向上的箭头。
他忽然想到一件事。
"老师,"他问,"为什么火箭要做成'两头尖'的样子?"
"流线型。"
"那在真空中,还需要'流线型'吗?"
"不需要。"老师说,"流线型是为了减小空气阻力。真空中没有空气阻力,什么形状都行。"
"但火箭飞行的大部分路程——是在大气层里。所以在地面发射的时候,还是要设计成流线型。"
小理点了点头。
他忽然觉得,物理和"经验"总差着一层:生活中我们看到"喷气",联想到"推动空气";物理告诉我们,"喷气"真正推的是"气体本身",空气只是一个"旁观者"。
……原来,火箭的"飞",靠的不是"空气",靠的是它自己。
与力性质、质量大小、是否接触、运动状态、参考系选择都无关。
真空、地面、太空——都适用。
① 火箭向下喷出高温气体,气体对火箭产生向上的反作用力。
② 火箭与气体之间的力——大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
③ 与空气无关:火箭不靠"空气"飞行,靠的是"喷出的气体"。所以真空里也能飞。
牛顿第三定律的普遍性:与力的性质无关;与质量大小无关;与是否接触无关;与运动状态无关;与参考系选择无关。
作用反作用配对。
真空里面也能飞,
不靠空气靠自己。
- 人教版《物理》必修第一册 第三章第3节「牛顿第三定律」. 人民教育出版社, 2019: 102-104.
- 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 120-122.
四、桶吊起来,有几个力?
实际上——有两对力。
一对是平衡力,一对是相互作用力。
(作用力和反作用力"大小相等",跟"平衡力"好像一样。到底有什么区别?)
(11:38。走廊里传来一阵脚步声。有人在搬桌子,桌腿擦地"吱——"的一声。)
2026年12月7日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。
老师从讲台下面拿出一个红色塑料桶。桶不大——比脸盆小一圈,是那种老式的、带提手的。
他把一根细绳拴在桶的提手上,挂到讲台边那个挂钩上。
桶轻轻晃了两下。停住了。
"这个桶,受几个力?"
小理盯着看。
"两个——重力和绳子的拉力。"
"对。"老师说,"这两个力——大小相等,方向相反,作用在同一直线上。它们是一对平衡力。"
然后他问:"那绳对桶的拉力的反作用力是什么?"
小理愣了一下。
他之前只看"桶"。现在老师让他看"绳"。
"桶对绳的拉力。"
"对。这就是一对'作用力与反作用力'。"
老师在黑板上画了两个表格。左边一个标"平衡力",右边一个标"相互作用力"。
| 比较项 | 一对平衡力 | 一对作用力与反作用力 |
|---|---|---|
| 作用对象 | 同一物体 | 两个物体 |
| 作用效果 | 可抵消,合力为零 | 不能抵消,不可求合力 |
| 力的性质 | 不一定相同 | 一定相同 |
| 作用时间 | 不一定同时变化消失 | 同时产生、同时消失 |
小理低头抄。
"所以——"老师说,"判断一对力是平衡力还是相互作用力,就看三点:作用在几个物体上?效果能不能抵消?性质是不是一样?"
"平衡力——作用在同一个物体上;相互作用力——作用在两个物体上。"
小理在笔记本上画了三个箭头。他忽然想到——之前做题的时候,遇到"悬挂物体",总是搞不清楚两个力是不是平衡。现在他明白了:
如果两个力作用在"同一个物体"上,并且效果抵消——是平衡力。
如果两个力分别作用在"两个物体"上——是作用力与反作用力。
下课铃响了。老师把水桶取下来,放在讲台边上。小理看了一眼——桶里什么都没有,是空的。
他忽然想到一个好玩的问题:如果水桶里装水呢?
重力变大。拉力的反作用力也变大。两个都变大——因为水桶还是静止。
他在笔记本上加了一行:
"装水后:G 变大,F 也变大,但 G = F 还成立(因为静止)。"
……一对平衡力,一对作用力与反作用力。同一件事里,藏着两对关系。
先找重力,再找接触力。
| 比较项 | 一对平衡力 | 一对作用力与反作用力 |
|---|---|---|
| 作用对象 | 同一物体 | 两个物体 |
| 作用效果 | 可抵消,合力为零 | 不能抵消,不可求合力 |
| 力的性质 | 不一定相同 | 一定相同 |
| 作用时间 | 不一定同时变化消失 | 同时产生、同时消失 |
| 共同点 | 等值、反向、共线 | |
效果抵消可求和。
相互作用分两物,
性质相同不可消。
- 人教版《物理》必修第一册 第三章第3节「牛顿第三定律」. 人民教育出版社, 2019: 104-106.
- 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 122-126.
综合闯关
知识点总结
(12:16。写完了。窗外天又阴下来。教室里有人关了灯,只剩我的那盏。)
| 概念 | 定义/公式 | 关键点 |
|---|---|---|
| 作用力与反作用力 | 两个物体之间的作用总是相互的;物体间相互作用的这一对力,叫做作用力和反作用力 | 成对出现,同时存在 |
| 牛顿第三定律 | 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 | F = -F';三个特征:等值、反向、共线;四个性质:异体、同时、相互、同质 |
| 适用范围 | 普遍规律 | 与力的性质、质量大小、是否接触、运动状态、参考系选择均无关 |
| 拔河问题 | 两队拉力大小相等 | 胜负取决于地面摩擦力(最大静摩擦力更大的赢) |
| 马拉车问题 | 马拉车 = 车拉马 | 车能动,是因为地面对马的摩擦力更大 |
| 火箭问题 | 火箭喷气 = 气体推火箭 | 真空里也能飞,与空气无关 |
| 平衡力 | 作用在同一物体上,效果可抵消,合力为零 | 性质不一定相同;不一定同时变化 |
| 作用力与反作用力 | 作用在两个物体上,效果不抵消,不可求合力 | 性质一定相同;同时产生、同时消失 |
| 受力分析四步 | 明确研究对象 → 按顺序找力 → 只画性质力 → 检查不重不漏 | 先找重力,再找接触力 |
异体同时相互同质。
两队拉力一样大,
胜负要看摩擦力。
火箭不靠空气飞,
平衡力在同一物。
参考资料
- 人民教育出版社课程教材研究所.《普通高中教科书·物理·必修第一册》第三章第3节「牛顿第三定律」. 人民教育出版社, 2019: 97-106.
- 中华人民共和国教育部.《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》. 人民教育出版社, 2020: 15-18.
- 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 116-126.
- Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M.《费曼物理学讲义》第一卷, 第12章「力的特性」. 上海科学技术出版社: 118-126.


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