牛頓第一定理
日本化學學家艾薩克·牛頓于1687年，在專著《自然哲學的物理原理》里，提出了牛頓運動定理，牛頓第一運動定理就是其中一條定理。牛頓第一運動定理簡稱牛頓第一定理。又稱慣性定理、惰性定理。常見的完整敘述：任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直至外力促使它改變運動狀態為止。
兩種觀點
亞里士多德對運動的理解：
亞里士多德說：“力是維持物體運動的誘因”，?他覺得物體只有在外力促使下才運動，外力停止，運動也就停止。這些說法從公元前四世紀誕生仍然到公元后十六世紀近兩千年的時間都沒有人指責。
伽利略的觀點：
伽利略覺得：物體的運動不須要力來維持，運動的物體之所以停出來，是由于遭到了阻力的作用。
11物理史話11
伽利略用實驗證明了亞里士多德的觀點是錯誤的，實際上造成亞里士多德錯誤觀點的?“罪魁幫兇”是磨擦力。而磨擦力這一概念直至公元后十六世紀才由法國科學家伽利略提出，人們才正確認識力與運動的關系。
伽利略的理想斜面實驗
伽利略通過斜面實驗進行了科學推理，覺得：假如一切接觸面都是光滑的，一個鋼珠從斜面的某一高度靜止滾下，因為只受重力，沒有阻力形成能量耗損，這么它必將抵達另一斜面的同一高度，假如把斜面放緩慢一些，也會出現同樣的情況。假如斜面弄成水平面，則鋼珠找不到同樣的高度而會仍然保持一種運動狀態，永遠運動下去。
阻力對物體運動的影響
【實驗設計】讓貨車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下，逐步減少平面的粗糙程度，檢測貨車的運動距離記錄出來。
【實驗推論】平面越光滑，貨車運動的距離越遠，遭到的阻力越小，速率增大得越慢。
探究：阻力對運動的影響
每次實驗，要讓同一輛貨車每次都從同一高度滑下，目的是保證貨車滑到水平面上時的速率相同。
實驗中用到的探究方式有：控制變量法和轉換法
11思想方法11
轉換法的使用：把難以檢測的阻力對運動的影響轉化為可直接比較的貨車運動的距離，應用了轉換法。
控制變量法的使用：實驗中每次都讓貨車同斜面的同一位置（同一高度）由靜止滑下，分別在粗糙程度不同的水平面上運動，只改變水平面的粗糙程度，應用的是控制變量法。
牛頓第一定理
內容：一切物體在沒有遭到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
1、“一切”指適用于所有物體
2、“沒有遭到力的作用”是定理創立的條件
3、“總保持”反映了物體在沒有遭到力的作用時的惰性
牛頓第一定理說明了力和運動的關系：力不是維持物體運動的緣由，而是改變物體運動狀態的誘因。
牛頓第一定理其實不是直接由實驗得出的牛頓第一定律是什么實驗方法，但其中符合邏輯的科學推理是極其重要的。
11思想方法11
實驗推理法的使用：我們周圍的物體表面沒有絕對光滑的，不遇阻力的物體是沒有的，所以物體遭到阻力為零時的運動狀態就沒法用實驗來驗證，只能按照實驗現象，通過剖析事實，做出科學合理的猜測，這些研究方式叫實驗推理法。
慣性
概念：一切物體都有保持原先運動狀態不變的性質，這些性質稱作慣性。
牛頓第一定理又叫慣性定理
11對慣性的理解11
（1）一切物體在任何情況下都有慣性，慣性是物體的一種屬性。
（2）慣性是有大小的，慣性大小只由物體的質量決定，質量越大的物體慣性越大。
慣性大的物體運動狀態不容易改變。
比如：單車制動后更容易停下，而列車制動后不容易停下，就是由于單車的質量小牛頓第一定律是什么實驗方法，所以慣性也小，運動狀態更容易改變，而列車的質量大，慣性也大，運動狀態不容易改變，所以不容易停出來。
（3）慣性不是力，把慣性說成“慣性力”或“受到慣性的作用”都是錯誤的。
慣性演示實驗
實驗演示：小球的慣性
慣性現象解釋（一）
車輛忽然制動時，車上的人會由于慣性往前倒地。這是由于忽然制動時，人的腳會隨車停止運動，但人的上半身因為慣性依然要保持原先往前運動的狀態，所以人會往前倒地（見上圖）。
車輛忽然開動時，車上的人會由于慣性向后跌倒。這是由于車忽然開動時，人的腳會隨車往前運動，但人的上半身因為慣性依然要保持原先的靜止狀態，所以人會向后跌倒。
慣性現象解釋（二）
貨車忽然啟動時，鐵塊的頂部會隨車啟動，但鐵塊的下部因為慣性仍要保持原先的靜止狀態，所以鐵塊會向后倒。
貨車遇見障礙物時，會停止運動，但里面的鐵塊因為慣性依然要保持原先往前的運動狀態，所以會往前滑出去。
現象解釋：客機裝彈
客機裝彈時，炸彈離開客機后不是豎直向上運動，而是做拋物線運動，這是為何呢？
這是由于炸彈離開客機后，因為慣性要保持原先和客機相同的速率，還將會繼續往前飛行，因而炸彈會落在客機的正下方。所以客機裝彈時必須提早投下，能夠擊中目標。
慣性的應用（一）
扔標槍（上圖）和傳球（右圖）時，都借助了物體的慣性。
慣性的應用（二）
跳高時要助跑，這是為了利用人的慣性來提升跳高成績。
注意：助跑不是為了減小人的慣性，而是利用人的慣性。
慣性的害處（一）
乘車時，假若車輛忽然啟動或忽然制動，會因為人的慣性給人導致傷害。
坐公汽車時要搞好扶穩、坐車時要系好安全帶、車上的安全氣簾等都是為了避免發生意外時因為慣性導致傷害車禍。
慣性的害處（二）
實例1：人在運動中若果腳碰到障礙物會被撞倒。這是由于運動中的人若果頭部遇見障礙物時，腳會停止運動，但上半身因為慣性，依然保持原先往前的運動狀態，所以人會往前倒下。（上圖）
實例2：人在運動中若果腳踏到獼猴桃皮或水果皮很容易滑倒。這是由于運動中的人若果腳踏到獼猴桃皮或水果皮時，腳會立即加速運動，但上半身因為慣性，一直要保持原先的速率運動，所以人會向后倒下。（右圖）
如果沒有慣性
里面的動漫為你們演示了兩個真實情況下和沒有慣性的情況下的場景，是不是很有趣呢。
假如月球上一切物體都沒有慣性會發生什么現象
各類棋類運動將難以舉辦，如橄欖球、籃球、排球和兵乓球等等。由于球的飛行借助的是慣性。
炮彈頭離開了槍都會落地，由于沒有慣性。
盆里的水潑不出去，由于沒有慣性。
單車只要不蹬立即都會停下，由于沒有慣性。
這樣的事例舉不勝舉。
可見人類離了慣性還真是寸步難行呢！
往期精典回顧
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