Question

怎样理解牛顿第一定律?

Answer 1

请指教。 1、定律的建立 古希腊思想家亚里士多德认为运动的物体要继续运动，必须有力来维持，没有力的作用，物体的速度就会失去。因为与人们的日常经验相符，他的这种理论持续了2000多年。伽利略以斜面实验为基础，运用逻辑思维作出了合理的外推，他认为“任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度就可以保持不变。” 1687年牛顿在出版的名著《自然哲学的数学原理》中将这一观点加以发展并表述成现在形式的定律，牛顿还把它列为三条基本运动定律之首，作为力学的基础。 2、科学性 牛顿第一定律描述的是一种理想化的运动状态，即物体不受外力作用的状态。很显然这无法用实验直接验证，但伽利略在分析大量事实的基础上，忽略次要因素、突出主要因素，运用理想实验这一科学推理的思维方法，阐明了力不是维持物体运动的原因。伽利略不但证实了牛顿第一定律的正确性，也开创了科学研究的正确方法——实验与思维的完美结合，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，因此他被称为“近代科学之父”。他的工作，为牛顿理论体系的建立奠定了基础。 3、丰富的内涵 ①、牛顿第一定律揭示了自然界一切物体在不受任何外力作用时，将如何运动的规律——总保持静止状态或匀速直线运动状态。自然界中不受外力作用的物体是没有的，但这一规律是客观的正确的，也足见在认识自然上人类智慧的力量。 ②、定律揭示了任何物体都具有保持运动状态不变的本性——惯性，这是物体的固有属性，由物体的内在因素决定，物体要保持的这种运动也称为惯性运动。 ③、牛顿第一定律定性地给出了力的科学定义：力是使物体运动状态改变的原因，即使物体产生加速度的原因，从而也批判了力是维持物体运动原因的错误。牛顿第一定律已指出了运动维持、运动改变的根本原因，虽没有直接解决加速度与力、质量的定量关系，但这两个问题已明白地提出，对这两个问题的深入探索和研究才导致了牛顿第二定律的产生。 ④、定律也表明，物体的静止状态与匀速直线运动状态具有等价性。实质上，静止和运动只不过是相对于不同的参考系而得到的不同观察结果，静止和匀速直线运动均要求物体所受的合力为零。同时它给经典力学体系选取了一个特殊的参考系——惯性参考系，即静止或做匀速直线运动的物体。只有在惯性参考系里，牛顿运动定律才得以遵守。 4、基础性和独立性 根据牛顿第一定律可以比较严密地定义惯性，揭示惯性运动的本质，进一步还可以引入惯性参考系、惯性质量，定性地给出力的科学定义，表述力的本质和力的效果。牛顿第一定律包括了惯性、惯性运动、惯性参考系和力的概念，还启迪人们去研究物体运动状态的改变与外力作用的关系，可见牛顿第一定律是其它力学定律建立的基础。不能从形式上理解，认为牛顿第一定律是牛顿第二定律在作用力为零时的特例。否则就是舍弃了牛顿第一定律的精髓，即割裂了牛顿第一定律与牛顿运动定律整体间的逻辑结构关系。没有牛顿第一定律就没有惯性、惯性运动、惯性参考系、力的科学概念，牛顿第二定律就无从谈起，牛顿第一定律是前提、是基础，具有独立性。 5、关于惯性的说明 ①、惯性是一切物体具有的保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。惯性是物体的固有属性，既不是只有运动物体才有惯性，也不是只有静止物体才具有惯性，惯性与物体的运动状态无关，也与该物体是否受外力作用也无关。 ②、物体惯性的大小描述了物体保持原来运动状态的本领强弱，物体的惯性大，保持原来运动状态的本领强，物体的运动状态就难改变。惯性的大小仅与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度。物体质量越大，运动状态越难改变，即惯性越大，与惯性相关的质量即惯性质量。 ③、惯性不是力。惯性是物体自身具有的一种保持原来运动状态的性质，而力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。

Answer 2

根据这定律，假设没有任何外力施加或所施加的外力之和为零，则运动中物体总保持匀速直线运动状态，静止物体总保持静止状态。物体所显示出的维持运动状态不变的这性质称为惯性。