一切物體在沒有遭到力的作用時(shí)。總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)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(xué)家的研究基礎(chǔ)上。經(jīng)美國化學(xué)學(xué)家牛頓深入思索、概括總結(jié)得出的重要自然規(guī)律。它否定了亞里士多德關(guān)于“運(yùn)動(dòng)和力”關(guān)系的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。是我們解決熱學(xué)問題的重要理論根據(jù)。
牛頓第一定理的內(nèi)容只有短短一句話。簡練中蘊(yùn)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(gè)字說明牛頓第一定理普遍適用于所有的物體。無論是運(yùn)動(dòng)的。還是靜止的。是一切物體都要遵守的運(yùn)動(dòng)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(huì)與其他物體發(fā)生一定的作用。絕對(duì)不受力的物體是不存在的。
由此看來。牛頓第一定理是個(gè)理想化的定理。但它有重要的現(xiàn)實(shí)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(dāng)于物體不受力的作用。所以，當(dāng)物體遭到平衡力的作用時(shí)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(yùn)動(dòng)情況將會(huì)是（）。
A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.停在空中靜止不動(dòng)
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(yùn)動(dòng)狀態(tài)。假如此時(shí)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(jù)牛頓第一定理可知，網(wǎng)球?qū)⒈３衷鹊乃俾世^續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
答案：A
3.“靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”
（1）“或”，說明靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)必居其三，不會(huì)同時(shí)存在。也就是說。物體在不受外力作用時(shí)。原先靜止的物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)牛頓第一速度定律是什么，原先運(yùn)動(dòng)的物體仍保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
（2）靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也叫作平衡狀態(tài)。依據(jù)牛頓第一定理可知。物體在不受力作用時(shí)處于平衡狀態(tài)。物體假如受平衡力作用，也會(huì)保持平衡狀態(tài)。即在平衡力作用下。原先運(yùn)動(dòng)的物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。原先靜止的物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)。
（3）反過來，不管物體是處于靜止?fàn)顟B(tài)還是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。物體均處于平衡狀態(tài)，此時(shí)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(yùn)動(dòng)員站在跳板上。若此時(shí)她遭到的重力和支持力平衡。她將處于__狀態(tài)：若此時(shí)運(yùn)動(dòng)員所受的一切力都消失。她將處于__狀態(tài)。
解析：跳水運(yùn)動(dòng)員遭到重力和支持力的作用。這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，作用療效互相抵消。所以她將處于靜止?fàn)顟B(tài)。若此時(shí)一切力都消失。依據(jù)牛頓第一定理。因?yàn)樗褥o止。所以將繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(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(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。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(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)速率的大小、是否受力都沒有關(guān)系。慣性是物體本身的一種性質(zhì)。其大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)。
例3下述關(guān)于慣性的說法正確的是（）。
A.草皮上的籃球滾動(dòng)得越來越慢，是因?yàn)樗膽T性越來越小
B.高速行駛的車輛雖然緊急制動(dòng)也要滑行一段距離后才會(huì)停出來。這是由于速率越大慣性越大
C.短跑運(yùn)動(dòng)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(biāo)槍能在空中飛行。是由于標(biāo)槍遭到了慣性力的作用
解析：草皮上的籃球滾動(dòng)得越來越慢。是磨擦力改變了它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，慣性大小與速率沒有關(guān)系。A錯(cuò)誤：高速行駛的車輛雖然緊急制動(dòng)也要滑行一段距離后才會(huì)停出來，是由于車輛有慣性。欲保持原先的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并且慣性的大小與速率無關(guān)。B錯(cuò)誤：短跑運(yùn)動(dòng)員助跑起跳。因?yàn)閼T性。他會(huì)保持起跳時(shí)的速率往前運(yùn)動(dòng)，可以提升成績，C正確；推出去的標(biāo)槍能在空中飛行。是由于標(biāo)槍具有慣性，但慣性不是力。D錯(cuò)誤。
答案：C
運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系
一個(gè)現(xiàn)象：在地面靜止的袋子，推它就動(dòng)上去。不推它就停出來。
對(duì)此現(xiàn)象的正確解釋是：推力改變了袋子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。使它由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)：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(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
而以亞里士多德為代表的觀點(diǎn)覺得。力是使物體運(yùn)動(dòng)的緣由，沒有力的作用，物體就停止運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)須要力來維持。這是錯(cuò)誤的。
通過牛頓第一定理的學(xué)習(xí)。我們認(rèn)識(shí)到物體具有慣性。能保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來維持。運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的誘因。
例4關(guān)于貨車運(yùn)動(dòng)與受力的關(guān)系，下述說法正確的是（）。
A.靜止的貨車。推一下就動(dòng)了，說明貨車只有受力能夠運(yùn)動(dòng)
B.面包車受平衡力。一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
C.貨車的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，是因?yàn)樨涇嚲哂袘T性
解析：貨車推一下就動(dòng)了。是推力改變了它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。推一下貨車后松手。它能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。說明貨車運(yùn)動(dòng)不是由于受了力。而是由于貨車具有慣性，所以A錯(cuò)誤，D正確：貨車受平衡力作用。不一定處于靜止?fàn)顟B(tài)。若原先面包車是運(yùn)動(dòng)的，它會(huì)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。B錯(cuò)誤：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的誘因。所以物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，一定遭到了力的作用。C錯(cuò)誤。
