力与牛顿定律

苹果落地、汽车刹车、火箭升空，背后都是同一件事：力。三百多年前，牛顿用三条定律把「东西为什么这样动」讲得一清二楚——这三条定律，今天仍写在每一本物理书的第一章。

力：推与拉

力是一个物体对另一个物体的推或拉，单位是牛顿（N）——托起一个苹果大约需要 1 N。力有方向，分析一个物体时，把它受到的所有力合成一个合力：

合力为 0（二力平衡）：物体保持静止或匀速直线运动，比如拔河僵持、匀速行驶的汽车；
合力不为 0：运动状态改变——变快、变慢或转弯。

最常见的力：重力（地球向下拉）和摩擦力（阻碍两个表面相对滑动）。速度与运动里说「多快」，这里解释「为什么快慢会变」。

第一定律：惯性

牛顿第一定律：不受力或合力为 0 时，物体保持静止或匀速直线运动。物体「不愿改变运动状态」的脾气叫惯性。

汽车急刹时，车停了，你的身体还想以原速冲向前——安全带就是替你承受这份惯性，把你拉回座位。乘车系安全带，不是形式，是第一定律在保护你。

第二定律：F = ma

$F = ma$

合力越大，加速越猛；质量越大，越难推动。推空购物车轻轻一碰就动，装满货就得使劲——同样的力，质量大了加速度就小。

算一算：汽车加速

质量 $m = 1000$ kg 的汽车要产生 $a = 2\ \mathrm{m/s^2}$ 的加速度，需要多大合力？

$F = ma = 1000 \times 2 = 2000\ \mathrm{N}$

若载货后质量变成 2000 kg，同样的 2000 N 只能换来 $a = F \div m = 1\ \mathrm{m/s^2}$ ——车越重越「肉」。

第三定律：作用与反作用

力从不单独出现：A 推 B 时，B 同时以等大、反向的力推 A。游泳时手向后推水，水同时向前推你；火箭向下猛喷气体，气体就把火箭向上顶。这一对力作用在两个不同的物体上，所以不会互相抵消。

重量与质量

质量（单位 kg）是物体含多少「料」，重量是地球拉它的力（单位 N）：

$W = mg$

其中 $g \approx 9.8$ N/kg。质量到哪里都不变；重量随重力变——上月球，质量照旧，体重（重力）却只剩约六分之一。

算一算：你有多「重」

质量 30 kg 的小学生，在地球上受的重力是 $W = 30 \times 9.8 = 294$ N。到了月球（ $g \approx 1.6$ N/kg），重力只有 $30 \times 1.6 = 48$ N，但质量仍是 30 kg。质量的单位是 kg，重量的单位是 N，别混。单位换算在这里能帮上忙。

受力分析三步走

先问「谁在推或拉这个物体」，画出每个力（重力和摩擦力几乎总在场）；再看方向定正负；最后求合力——决定运动的是合力，不是某个单独的力。

动手检验

随堂小测

1. 急刹车时人向前倾、被安全带拉住，这主要体现了哪条定律？
2. 质量 1000 kg 的汽车要产生 2 m/s² 的加速度，需要多大合力？
3. 质量 60 kg 的人受到的重力大约是多少？