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牛頓第一定律是什么？
牛頓第一運動定律，簡稱牛頓第一定律。 又稱慣性定律、慣性定律。 常見完整說法：任何物體都必須保持勻速直線運動或靜止，直到有外力迫使它改變運動狀態。
英國物理學家艾薩克·牛頓于1687年在其代表作《自然哲學的數學原理》中提出了牛頓運動定律。牛頓第一運動定律就是其中之一。
牛頓第一定律和牛頓第二、第三定律構成了完整的牛頓力學體系。
牛頓第一定律給出了慣性系的概念。 第二、第三定律以及牛頓運動定律建立的粒子力學體系只適用于慣性系。 因此，牛頓第一定律不可或缺，是一條重要的、完全獨立的力學定律。
法律定義
牛頓在《自然哲學數學原理》中的原話是：任何物體都必須保持勻速直線運動或靜止，直到有外力迫使它改變運動狀態為止。 人民教育出版社和廣東教育出版社高中物理教材引用了這一表述。
用數學公式表示：
，在
是合力，v 是速度，t 是時間。
路教高中物理課本上的說法是：牛頓第一定律指出，當凈外力為零時，原本靜止的物體將繼續保持靜止狀態，原本運動的物體將繼續運動以原來的速度沿勻速直線行駛。 凈外力為零的情況有兩種：一種是物體所受的所有外力相互抵消，凈外力為零； 另一種是物體不受外力作用時。 一些專家學者認為這種表達方式不嚴謹，因此通常沿用原來的表達方式。
推演過程
伽利略研究運動學的方法是將實驗與數學結合起來，注重邏輯推理，依靠實驗檢驗。 他關于光滑斜面的推論源自實驗觀察和推論。 但這種完全光滑的斜面在現實中并不存在，因為摩擦力無法完全消除，所以理想的斜面實驗屬于伽利略的邏輯推理。
伽利略關于光滑斜面的推論
事實上，當球滾下斜坡時，它的速度會增加，而當它向上滾動時牛頓第一定律內容，它的速度會減小。
伽利略由此推論，當球沿水平面滾動時，其速度既不增加也不減少。 事實上，他發現球變得越來越慢牛頓第一定律內容，最后停了下來。 伽利略認為這不是它的“自然本質”，而是由于摩擦阻力，因為他還觀察到表面越光滑，球就會滾動得越遠。
因此他推斷，如果沒有摩擦阻力，球就會永遠滾動。
伽利略理想斜面實驗
伽利略的理想斜面實驗如圖所示。 讓球從靜止狀態沿光滑的斜面滾下。 球會滾上另一個斜面，到達與原來相似的高度，然后再次滾下。 他推斷，只是摩擦力使球無法達到原來的高度。 然后，他減小了后一個斜坡的傾斜度。 球在這個斜坡上仍然達到相同的高度，但現在它滾得更遠。 繼續減小第二個斜坡的傾斜度，當球到達相同高度時，它會滾動得更遠。
于是他研究了斜面平放時的情況，結論顯然是球會永遠滾下去。 也就是說，力不是維持物體運動即保持物體速度的原因，而恰恰是改變物體運動狀態即改變速度的原因的對象。 因此，物體一旦達到一定的速度，如果不受力的作用，就會以勻速直線運動。
適用范圍
牛頓第一定律僅適用于慣性參考系。 當質點不受外力作用時，判斷質點靜止或勻速直線運動的參考系一定是慣性參考系。 因此，牛頓第一運動定律僅適用于慣性參考系。
牛頓第一定律不適用于非慣性參考系（即有加速度的系統），因為不受外力作用的物體在該參考系中也可能有加速度，這與牛頓第一定律是相反的。
當牛頓第一定律不成立時，即在非慣性系中，必須使用非慣性系中的力學方程。
解決公式中的力學問題
是在慣性*系統中測量的物體上的合力，
是在非慣性系中測量的慣性力，
是非慣性*系統的加速度。
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牛頓第一定律是一個完全獨特的基本定律，它的最終表達是：
確定了慣性參考系并引入了邏輯循環理論。 這是公理系統的體現。 任何學科的第一個命題都必須具有這個特征。
它指出任何物體都具有慣性，建立了慣性的概念。
它的否定命題揭示了力的概念。 力是物體對物體的作用。 力改變物體的運動狀態。
它是牛頓第二定律的基礎。 首先，牛頓第一定律為第二定律準備了概念（力、慣性質量、慣性系），并明確闡明了力與運動的關系； 其次，第一定律主要解釋了物體在不施加外力時的運動狀態。 不受外力作用與物體上的外力矢量和為零不同。 因此，牛頓第一定律不能視為牛頓第二定律在f=0時的特例。
綜上所述，牛頓第一定律是一條完全獨立的基本定律。 它解決的問題是任何其他法律都無法解決的。 第二定律和第三定律根本無法取代第一定律。
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