一切物體在沒有遭到力的作用時。總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。這就是知名的牛頓第一定理。
牛頓第一定理是在伽利略、笛卡爾等幾代杰出科學家的研究基礎上。經美國化學學家牛頓深入思索、概括總結得出的重要自然規(guī)律。它否定了亞里士多德關于“運動和力”關系的錯誤觀點。是我們解決熱學問題的重要理論根據。
牛頓第一定理的內容只有短短一句話。簡練中蘊含著深刻的道理。
牛頓第一定理創(chuàng)立的條件
1.“一切物體”
“一切”兩個字說明牛頓第一定理普遍適用于所有的物體。無論是運動的。還是靜止的。是一切物體都要遵守的運動規(guī)律。
2.“沒有遭到外力作用”
“沒有遭到外力的作用”是牛頓第一定律所描述物體的受力情況。這是一種理想化的情況。由于一切物體的存在都不是孤立的。還會與其他物體發(fā)生一定的作用。絕對不受力的物體是不存在的。
由此看來。牛頓第一定理是個理想化的定理。但它有重要的現實意義。由于平衡的力作用在物體上。其作用療效互相抵消。相當于物體不受力的作用。所以，當物體遭到平衡力的作用時牛頓第一速度定律是什么，也一定遵循牛頓第一定理。
例1看籃球聯(lián)賽的某同事突發(fā)奇想。若果在空中飛行的籃球所受的一切外力忽然消失，排球的運動情況將會是（）。
A.做勻速直線運動
B.停在空中靜止不動
C.飛行路徑不受影響
D.豎直下落
解析：籃球在空中飛行。處于運動狀態(tài)。假如此時籃球所受的一切外力忽然消失。這就滿足了物體不受外力的條件。這么依據牛頓第一定理可知，網球將保持原先的速率繼續(xù)做勻速直線運動。
答案：A
3.“靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)”
（1）“或”，說明靜止、勻速直線運動兩種狀態(tài)必居其三，不會同時存在。也就是說。物體在不受外力作用時。原先靜止的物體仍保持靜止狀態(tài)牛頓第一速度定律是什么，原先運動的物體仍保持勻速直線運動狀態(tài)。
（2）靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)也叫作平衡狀態(tài)。依據牛頓第一定理可知。物體在不受力作用時處于平衡狀態(tài)。物體假如受平衡力作用，也會保持平衡狀態(tài)。即在平衡力作用下。原先運動的物體將保持勻速直線運動狀態(tài)。原先靜止的物體將保持靜止狀態(tài)。
（3）反過來，不管物體是處于靜止狀態(tài)還是勻速直線運動狀態(tài)。物體均處于平衡狀態(tài)，此時物體不受外力作用或受平衡力作用。
例2如圖1所示。跳水運動員站在跳板上。若此時她遭到的重力和支持力平衡。她將處于__狀態(tài)：若此時運動員所受的一切力都消失。她將處于__狀態(tài)。
解析：跳水運動員遭到重力和支持力的作用。這兩個力是一對平衡力，作用療效互相抵消。所以她將處于靜止狀態(tài)。若此時一切力都消失。依據牛頓第一定理。因為她原先靜止。所以將繼續(xù)保持靜止狀態(tài)。
答案：靜止靜止
牛頓第一定理與慣性
物體之所以在不受力的作用時保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。是由于一切物體都具有慣性。慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的性質。所以。牛頓第一定理也叫作慣性定理。
慣性的大小與物體是否運動、運動速率的大小、是否受力都沒有關系。慣性是物體本身的一種性質。其大小只與物體的質量有關。
例3下述關于慣性的說法正確的是（）。
A.草皮上的籃球滾動得越來越慢，是因為它的慣性越來越小
B.高速行駛的車輛雖然緊急制動也要滑行一段距離后才會停出來。這是由于速率越大慣性越大
C.短跑運動員助跑起跳，是為了借助他自身的慣性來提升成績
D.推出去的標槍能在空中飛行。是由于標槍遭到了慣性力的作用
解析：草皮上的籃球滾動得越來越慢。是磨擦力改變了它的運動狀態(tài)，慣性大小與速率沒有關系。A錯誤：高速行駛的車輛雖然緊急制動也要滑行一段距離后才會停出來，是由于車輛有慣性。欲保持原先的運動狀態(tài)，并且慣性的大小與速率無關。B錯誤：短跑運動員助跑起跳。因為慣性。他會保持起跳時的速率往前運動，可以提升成績，C正確；推出去的標槍能在空中飛行。是由于標槍具有慣性，但慣性不是力。D錯誤。
答案：C
運動和力的關系
一個現象：在地面靜止的袋子，推它就動上去。不推它就停出來。
對此現象的正確解釋是：推力改變了袋子的運動狀態(tài)。使它由靜止變?yōu)檫\動：不推了。它就停出來是由于它遭到了磨擦力的作用。是磨擦力改變了它的運動狀態(tài)。
而以亞里士多德為代表的觀點覺得。力是使物體運動的緣由，沒有力的作用，物體就停止運動。運動須要力來維持。這是錯誤的。
通過牛頓第一定理的學習。我們認識到物體具有慣性。能保持原有運動狀態(tài)不變。物體的運動不須要力來維持。運動和力的關系是：力是改變物體運動狀態(tài)的誘因。
例4關于貨車運動與受力的關系，下述說法正確的是（）。
A.靜止的貨車。推一下就動了，說明貨車只有受力能夠運動
B.面包車受平衡力。一定處于靜止狀態(tài)
C.貨車的運動狀態(tài)改變。不一定受力
D.推一下貨車后松手，它能繼續(xù)運動，是因為貨車具有慣性
解析：貨車推一下就動了。是推力改變了它的運動狀態(tài)。推一下貨車后松手。它能繼續(xù)運動。說明貨車運動不是由于受了力。而是由于貨車具有慣性，所以A錯誤，D正確：貨車受平衡力作用。不一定處于靜止狀態(tài)。若原先面包車是運動的，它會處于勻速直線運動狀態(tài)。B錯誤：力是改變物體運動狀態(tài)的誘因。所以物體運動狀態(tài)改變，一定遭到了力的作用。C錯誤。
