…作用力和反作用力(展厅 展示内容、原理、目的 彩色三维效果图 展示和操作方式)

参与者操作步骤

…作用力和反作用力

展厅

主题展厅：探索与发现 展项名称：作用力和反作用力

展示内容、原理、目的

本展项通过炮在发射炮弹时产生后坐力过程的演示，展示作用力与反作用力,参与者可从中了解作用力与反作用力之间的相互关系，感受牛顿第三运动定律对我们日常生活的深刻影响。

为什么向后喷气能将火箭推向前去? 为什么炮弹向前运动时，炮身会向后运动？这都是作用力与反作用力原理。当物体甲给物体乙一个作用力的时候，物体乙必然同时回敬给物体甲一个反作用力；作用力与反作用力大小相等，方向相反，而且作用在同一直线上。这是自然界万物都有的通性。我们走路的时候，脚将地往后蹬（作用力），地就把脚往前推（反作用力），使我们的身体前进。划船的时候，桨将水往后推（作用力），水将桨往前反推（反作用力），从而使船能前进。同样，往后喷射出去的燃气反推着火箭前进。炮在发射时对炮弹施加作用力，炮弹向前运动的同时，反作用力将使炮身向后运动……

人类很早就发现了作用力与反作用力的关系。比如，我国先秦时代的墨子学派就说过“船夫用竹篙钩岸上的木桩，木桩能反过来拽着船靠岸”后来，伟大的科学家牛顿把作用力与反作用力的原理概括成为牛顿第三运动定律。

彩色三维效果图

展示和操作方式

本展项与“巨匠对话”、“惯性定律”和“小球旅行记”构成展品组，一同展示运动的规律和探索牛顿运动三定律中蕴涵的科学思想和科学方法。“巨匠对话”通过科学家的对话让参与者了解科学家对于运动规律探索的脉络，“惯性定律” 通过互动向观众介绍牛顿第一运动定律——惯性定律，“作用力与反作用力” 通过互动向观众介绍牛顿第三运动定律——作用力与反作用力定律，“小球旅行记”是一个综合展项，通过观众的互动操作，使他们了解各种不同运动形式中蕴含的运动规律。

本展项以贴近生活的方式为观众介绍牛顿第三运动定律即作用力与反作用力。本展项通过大炮发射炮弹时产生后坐力的方式介绍作用力与反作用力,使观众领悟作用力与反作用力之间的相互关系，感受牛顿运动三定律对我们平时日常生活的深刻影响。

“作用力与反作用力”展项由空气炮、钟摆、小球、轨道、炮弹回收装置、展台构成。空气炮、小球和钟摆装置在一条具有4—5度倾角的直线轨道内。空气炮在压缩空气的驱动下，可将小球按远近不同的三种距离，以平射形式射出，射击距离可由参与者选择。

炮在发射时对炮弹施加作用力，炮弹向前运动的同时，大小相同的方向相反的反作用力将使炮身向后运动，炮身后退时将撞击位于其后的钟摆，钟摆摆幅大小可显示炮身所受的反作用力大小。

活动过程中，参与者利用手动的方式，通过小型轨道，把炮弹放入炮身，通过按钮选择炮弹射击的距离（远、中、近三种）和启动发射，炮弹发射的距离越远，炮施加在炮弹上的作用力越大，炮身所受的反作用力也越大，反之，则相反。炮身所受反作用力不同，后退时撞击钟摆的力量也不相同，钟摆的摆动幅度也不相同，所以钟摆摆幅大小可显示炮身所受的反作用力大小。通过对比观察，参与者可直观理解和认识作用力与反作用力的关系，以及牛顿第三运动定律的应用。

参与结束，装置于具有一定倾角轨道上的空气炮及小球，在重力作用下，回到起始位置，炮弹通过回收装置回到参与位置，以保证参与的连续性。

参与者操作步骤

1.参与者通过装弹轨道手动完成装弹

2.按下操作台上的射击距离按钮启动空气炮发射（按钮有三个，按钮的功能分别选择为近、中、远的发射距离）

3.球射出后通过斜面自动滚回装弹轨道堆放