牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律
[編輯本段]定律內(nèi)容
英文名稱：Newton first law of motion
任何物體在不受任何外力的作用下,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
由于物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性叫做慣性,所以牛頓第一定律也叫慣性定律[1].
英文名稱：law of inertia
慣性是一切物體固有的屬性,無論是固體、液體或氣體,無論物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止,都具有慣性.
[編輯本段]說明
該定律說明力并不是維持物體運(yùn)動(dòng)的條件,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.牛頓第一定律又稱慣性定律,它科學(xué)地闡明了力和慣性這兩個(gè)物理概念,正確地解釋了力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系,并提出了一切物體都具有保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性——慣性,它是物理學(xué)中一條基本定律.上述定律主要是從天文觀察中,間接推導(dǎo)而來,是抽象概括的結(jié)論,不能單純按字面定義而用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證.和實(shí)際情況較接近的說法是：任何物體在所受外力的合力為零時(shí),都保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變.即原來靜止的繼續(xù)靜止,原來運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)作勻速直線運(yùn)動(dòng).物體的慣性實(shí)質(zhì)是物體相對(duì)于平動(dòng)運(yùn)動(dòng)的慣性,其大小即為慣性質(zhì)量.物體相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)也有慣性,但它跟第一定律所說的慣性不是一回事,它的大小為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量.慣性質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都用來表示慣性,但它們是不同的物理量,中學(xué)物理不出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的名詞,可不必提兩者的區(qū)別.物體在沒有受到外力作用或所受合外力為零的情況下,究竟是靜止還是作勻速直線運(yùn)動(dòng),這除了和參考系有關(guān)外,還要看初始時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
牛頓第一定律說明了兩個(gè)問題：⑴它明確了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.物體的運(yùn)動(dòng)并不是需要力來維持,只有當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,即產(chǎn)生加速度時(shí),才需要力的作用.在牛頓第一定律的基礎(chǔ)上得出力的定性定義：力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用,它使受力物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài).⑵它提出了慣性的概念.物體之所以保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng),是在不受力的條件下,由物體本身的特性來決定的.物體所固有的、保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性叫慣性.物體不受力時(shí)所作的勻速直線運(yùn)動(dòng)也叫慣性運(yùn)動(dòng).牛頓在第一定律中沒有說明靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是相對(duì)于什么參照系說的,然而,按牛頓的本意,這里所指的運(yùn)動(dòng)是在絕對(duì)時(shí)間過程中的相對(duì)于絕對(duì)空間的某一絕對(duì)運(yùn)動(dòng).牛頓第一定律成立于這樣的參照系.通常把牛頓第一定律成立的參照系成為慣性參照系,因此這一定律在實(shí)際上定義了慣性參照系這一重要概念.牛頓第一定律是作為牛頓力學(xué)體系一條規(guī)律,它具有特殊意義,是三大定律中不可缺少的獨(dú)立定律.不能將第一定律看作牛頓第二定律的特例.注意：力不是產(chǎn)生速度的原因,而是產(chǎn)生加速度的原因!
牛頓第一定律的形成
（1）伽利略的研究和科學(xué)想象：
同一小車從同一斜面上的同一位置由靜止開始滑下,（這是為了保證每次小車到達(dá)水平面時(shí)有相同的速度）.第一次在水平面上鋪上毛巾,小車在毛巾上滑行很短的距離就停下了（如圖甲）；第二次在水平面鋪上較光滑的棉布,小車在棉布上滑行的距離較遠(yuǎn)(如圖乙)；第三次是光滑的木板,小車滑行的距離最遠(yuǎn)(如圖丙)．
伽利略認(rèn)為,是平面對(duì)小車的阻力使小車停下,平面越光滑小車滑行就越遠(yuǎn)．表明阻力越小,小車滑行就越遠(yuǎn)．伽利略科學(xué)地想象：要是能找到一塊十分光滑的平面,阻力為零,小車的滑行速度將不會(huì)減慢．
(2)笛卡爾的補(bǔ)充
笛卡爾等人又在伽利略研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更深入的研究,他認(rèn)為：如果運(yùn)動(dòng)物體,不受任何力的作用,不僅速度大小不變,而且運(yùn)動(dòng)方向也不會(huì)變,將沿原來的方向勻速運(yùn)動(dòng)下去．
(3)牛頓的偉大貢獻(xiàn)
英國的偉大科學(xué)家牛頓,總結(jié)了伽利略等人的研究成果；從而概括出一條重要的物理定律：一切物體在沒有受到力的作用的時(shí)候,總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．這就是牛頓第一定律．
[編輯本段]牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)及總結(jié)
300多年前,伽利略對(duì)類似的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析,認(rèn)識(shí)到：運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力越小,他的運(yùn)動(dòng)速度減小得就越慢,他運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長.他還進(jìn)一步通過進(jìn)一步推理得出,在理想情況下,如果水平表面絕對(duì)光滑,物體受到的阻力為零,它的速度將不會(huì)減慢,這是將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
伽利略曾經(jīng)專研過這個(gè)問題,牛頓曾經(jīng)說過：“我是站在巨人的肩膀上才成功的.”這句話就是針對(duì)伽利略的.所以牛頓概括了前人的研究結(jié)果,總結(jié)出了著名的牛頓第一定律.
牛頓第一定律是通過分析事實(shí)、再進(jìn)一步概括、推理得出的.雖然不可能用實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證這一定律,但是,從定律得出的一切推論,都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn),因此,牛頓第一定律已成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一.力是產(chǎn)生物體加速度的原因