一天,妈妈让小雷站到房间中央,然后问:“不许弯腿,你能够跳起来吗?”
“嗨,这算什么难题!”他踌躇满志地说,“没问题,我准能跳起来。”
“那么好,你就试一试。”
只见他直挺挺地站着,好像在使劲,但又使不上,显出很难受的样子。几分钟过去了,他连双脚同时离开一点儿地面也没有做到,只好认输:“妈妈,我承认夸了海口,失败了!”(图7-5)
(图7-5)弯腿才能跳得高
“你知道为什么跳不起来吗?”妈妈问。
他皱着双眉,摇头不语。
“你还记得吗,物体做机械运动必须遵守什么定律?”
他说了句“必须遵守牛顿运动定律”以后,又陷入了沉思。过了一会儿,他才慢吞吞地说,“对了,想不弯腿跳离地面,是违背牛顿运动定律的。根据牛顿第二运动定律,物体要改变静止或者匀速直线运动状态,必须受到外力的作用。我站在那里要跳起来,也就是从静止变为运动,必须由地面对我施加一个作用力。”
“那么,地面对你的作用力是怎样产生的?”
“根据牛顿第三运动定律,作用力和反作用力是大小相等、方向相反的。所以只要我先对地面施加一个作用力,地面一定会同时回敬我一个大小相等、方向相反的作用力,使我跳离地面。弯腿正是为了调整腿部肌肉,使我在跳的时候能够对地面施加作用力。”
“你分析得不错嘛!”妈妈接着说,“而且,你跳离地面的高度,和你对地面施加的作用力大小是成正比的。你不弯腿,连力都产生不出来,怎幺能够跳得起来。”
“原来是我把问题看得太简单了。”
“是啊,实际问题往往都比较复杂,要想做出正确的回答,并且分析得有理有据,非好好开动脑筋不可。你想,上面这个问题乍一听好像很简单,但是要解释清楚,竟用到了两条牛顿运动定律。”
科学小链接
牛顿第三定律
1687年,牛顿总结了作用力和反作用力的规律,指出:作用力和反作用力大小相等,方向相反,它们同时产生又分别作用在两个物体上。这就是牛顿第三定律。根据牛顿第三定律,人们发明了起跑器、无坐力枪炮和火箭等生活、军事、科学器具等。能把卫星和宇宙飞船送上太空的火箭,就是应用这一原理的最杰出成果。
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