牛頓第一定理
我們第八章8.0《運動和力》主要研究運動和受力間的關系，這就不得不提8.1《牛頓第一定理》。
哪些是牛頓第一定理？怎么驗證牛頓第一定理？慣性又是指的哪些？這是我們本節要探究的主要內容。
王尚老師錄制了6段視頻，供朋友們免費學習使用
手機端可長按辨識二維碼看視頻
筆記本端請用手機掃二維碼看視頻
牛頓第一定理引入
輪滑車順著水平方向運動時，假如我們不再蹬地，它最終會停出來。
車輛在道路上行駛，假如把油門徹底松出來（內燃機不再提供動力），車輛最終會停止運動。
坐在小船里，我們只有使勁向后劃水，小船才會前進。假如我們不劃牛頓第一定律又叫慣性定律，小船都會停出來。
這都反映了運動和力之間關系。運動和力之間有什么規律？物體運動必需要有力的作用嗎？
牛頓第一定理的內容究竟是哪些？
別著急，下邊我們從阻力來出發，來逐漸探究牛頓第一定理。
阻力對運動的影響
自古以來，好多人都覺得：
假如一個物體要持續運動，這么必須對它施加力的作用。假如這個力消失，物體遲早會停出來。
實際情況是這樣的嗎？日本化學學家伽利略通過實驗結合科學推測，得出這樣的推論：
物體的運動并不須要力來維持。運動的物體，之所以會停出來，是由于遭到了阻力的作用。
伽利略的推論正確嗎？怎樣來理解這句話呢？王尚老師請朋友們思索流星運動的問題。
流星經過上萬年甚至上億年的運動，步入大氣層，與大氣層磨擦我們能夠看見。
請朋友們思索，在這上萬年的運動中，究竟是哪些力推著流星在走呢？有沒有這樣的力？力是不是維持物體運動的緣由呢？
剛開始接觸，朋友們理解伽利略的推論是比較困難的，下邊我們通過實驗《阻力對物體運動的影響》來研究這一問題。
阻力對物體運動的影響
采用如圖所示的貨車滑行實驗，來觀測阻力對物體運動的影響，探究阻力對運動的影響行為。
第1種情況，將浴巾鋪在水平木板上，貨車從斜面頂端滑下，在浴巾上滑動，觀測貨車滑行的距離。
第2種情況，將浴巾換成麻布，貨車從斜面頂端滑下，在麻布上滑動，觀測貨車滑行的距離。
第3種情況，將麻布去除后，貨車從斜面頂端滑下，在木板上滑動，觀測貨車滑行的距離。
實驗的推論是：阻力越小，貨車滑行的距離越遠；即越難停出來。
我們再在木板上涂上潤滑油，磨擦力就更小了，貨車會滑行的更遠。
我們考慮一種極限的情況，若果木板上沒有阻力了，絕對的光滑，這么貨車會怎樣運動呢？
其實，此時貨車運動的距離會非常非常非常遠，即永遠不停出來。
牛頓第一定理
伽利略對類似的實驗進行了剖析，并進一步推論：
假如物體遭到的阻力為零，速率就不會降低牛頓第一定律又叫慣性定律，物體將以恒定不變的速率永遠運動下去。
日本化學學家牛頓總結了伽利略等人的研究成果，概括出了一條重要的規律：
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。這就是知名的牛頓第一定理。
牛頓第一定理基于大量經驗事實，經受住了大量的實踐檢驗，成為公認的化學學基本定理之一。
須要特別說的是：牛頓第一定理并不是實驗直接得出的推論，由于絕對光滑的面是不存在的。牛頓第一定理是基于實驗觀測與科學推理得出的。
牛頓第一定理的拓展
牛頓在《自然哲學的物理原理》中的原始敘述是：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。
對比牛頓在《自然哲學的物理原理》中的原始敘述，教材中的內容敘述：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。
更易于朋友們理解。從解題角度來看，朋友們最好充分理解牛頓第一定理的拓展內容：
一切物體在受力平衡時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態；直至遭到其它斥力促使它改變這些狀態為止。
對上述內容的理解，須要朋友們構建在深入理解下一節《二力平衡》的基礎上。
慣性
從上述牛頓第一定理可以看出，假若物體不受力的作用，原先靜止的物體都會靜止；原先運動的物體就會繼續運動下去。
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。
例如，高速運行的列車很難立即停出來，這是由于它有維持原先高速運動的性質，即慣性。
再例如，用卷尺敲打棋子，里面的棋子并不會被打飛，而是落回原先的下方棋子上，這也是由于慣性。
再例如，短跑運動員想跳得更遠，會在起跳前快速助跑，這就是借助了自身慣性。
再例如，錘頭松了，采用右圖所示的方式，才能讓錘頭和錘柄聯接得愈發牢靠，這也是借助了慣性，朋友們能依據慣性剖析緣由嗎？
慣性與牛頓第一定理息息相關，因而牛頓第一定理也被稱為慣性定理。
慣性的大小
物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質，稱為慣性。
慣性是物體的一種固有屬性，表現為物體對其運動狀態變化的一種阻抗程度。
質量是物體慣性大小的量度。
具體彰顯：裝滿貨物的大貨車，相比小貨車更難停出來。
非常提醒：慣性的大小與速率無關。
《牛頓第一定理》基礎知識鞏固題
1.伽利略的斜面實驗。（1）三次實驗貨車都從同一高度斜面頂端滑下的目的是：。（2）實驗得出的推論是。（3）伽利略的結論是在理想情況下，假若表面絕對光滑，。
2.牛頓第一定理：牛頓總結了伽利略、笛卡爾等人的研究成果，得出了牛頓第一定理，其內容是。
3.慣性：（1）定義：叫慣性。（2）說明：慣性是物體的一種。都有慣性，慣性的大小與有關，與物體是否受力、受力大小、是否運動、運動速率等無關。
4.原先靜止的車輛忽然開動時，車上的旅客會向傾倒，原先運動著的車輛忽然制動時，車上的旅客會向傾倒；沿直線運動的車輛忽然往右拐彎時，車上的旅客會向傾倒，發生這種現象的緣由都是。
5.在勻速前進的火車上，小明忽然向下蹦了一下，他落地時的位置在起跳前位置的。
6.在平穩行駛的車輛里懸掛一小球，當小球忽然向車輛行駛的反方向擺動，說明車輛正在前進。
7.在一輛表面光滑的平板貨車上，放有質量分別為m1、m2的兩個小球，隨車一起做勻速直線運動。當車忽然停止運動（設車無限長，其他阻力不計），則兩小球。（互相碰撞或不會碰撞）
8.為了防止慣性的害處，在道路上的車輛要保持一定的，還要限制車的；在開動的火車上跳到地面時，為了減少慣性的害處，人要來防止摔傷。
9.在新年團拜會上，主持人出了這樣一道題：在鋪有椅套的圓桌上放著一些裝有瓜籽、水果等乳品的碟子，要求不許聯通這種碟子而將椅套撤出來，你的做法是，原理是。
10.我國交通規則規定，在道路上行駛的車輛駕駛員必須系上“安全帶”，這和數學知識有關，不系“安全帶”的害處是。
《牛頓第一定理》基礎知識鞏固題答案
1.保證貨車開始順著平面運動的速率相同在同樣條件下，平面越光滑、小車前進得越遠，速率降低的越慢物體將以恒定不變的速率永遠運動下去
2.一切物體在沒有遭到力的作用的時侯，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態
3.一切物體都有保持原先運動狀態不變的性質基本屬性一切物體在任何情況下質量
4.后前左物體具有慣性
5.同一位置
6.加速
7.不會翻車
8.速率距離以和火車相同的速率奔跑
9.將椅套快速抽出抽出椅套的速率快，因為慣性，蔬菜盤要保持原先的靜止狀態，不會隨著椅套掉出來。
10.慣性當行駛中遇見突發風波忽然制動時，車與人體上部都因受力而忽然停止，而人體下部因為慣性，要保持原速率往前沖，倘若不系安全帶，都會導致傷害，所以駕車和趕車時要系安全帶來降低傷害。
參考文獻
中學數學知識點總結
本文內容與數學知識體系關系
高二下學期數學知識點→8.0《運動和力》→8.1《牛頓第一定理》
關鍵詞：牛頓第一定理；牛頓；慣性