牛顿第一运动定律：惯性定律、惰性定律

牛顿第一运动定律，简称牛顿第一定律。 又称惯性定律、惯性定律。 常见完整说法：任何物体都必须保持匀速直线运动或静止，直到有外力迫使它改变运动状态。

伽利略研究运动学的方法是将实验与数学结合起来，注重逻辑推理，依靠实验检验。 [6]他对光滑斜面的推论是通过实验观察和推论得到的。 但这种完全光滑的斜面在现实中并不存在，因为摩擦力无法完全消除，所以理想的斜面实验属于伽利略的逻辑推理。

伽利略关于光滑斜面的推论

事实上，当球滚下斜坡时，它的速度会增加，而当它向上滚动时，它的速度会减小。

伽利略由此推论，当球沿水平面滚动时，其速度既不增加也不减少。 事实上，他发现球变得越来越慢，最后停了下来。 伽利略认为这不是它的“自然本质”，而是由于摩擦阻力，因为他还观察到表面越光滑，球就会滚动得越远。

伽利略理想斜面实验

因此他推断，如果没有摩擦阻力牛顿第一定律是什么，球就会永远滚动。

伽利略理想斜面实验

伽利略的理想斜面实验如图所示。 让球从静止状态沿光滑的斜面滚下。 球会滚上另一个斜面，到达与原来相似的高度，然后再次滚下。 他推断，只是摩擦力使球无法达到原来的高度。 然后，他减小了后一个斜坡的倾斜度。 球在这个斜坡上仍然达到相同的高度，但现在它滚得更远。 继续减小第二个斜坡的倾斜度，当球到达相同高度时，它会滚动得更远。

于是他研究了斜面平放时的情况，结论显然是球会永远滚下去。 也就是说，力不是维持物体运动即维持物体速度的原因，而恰恰是改变物体运动状态即改变速度的原因的对象。 因此，物体一旦达到一定的速度，如果不受力的作用，就会以匀速直线运动。 [7]

牛顿第一定律仅适用于惯性参考系。 当质点不受外力作用时，判断质点静止或匀速直线运动的参考系必定是惯性参考系。 因此，牛顿第一运动定律仅适用于惯性参考系。

牛顿第一定律不适用于非惯性参考系（即有加速度的系统），因为不受外力作用的物体在这个参考系中也可能有加速度，这与牛顿第一定律是相反的。 [8-9]

当牛顿第一定律不成立时，即在非惯性系统中，必须使用非惯性系统中的力学方程。

解决公式中的力学问题

是在惯性系中测量的物体上的合力，

是在非惯性系中测量的惯性力，

是非惯性系统的加速度。 [4]

牛顿第一定律是一个完全独立的基本定律。 其独立性体现在：

确定了惯性参考系并导出了逻辑循环论证。 这是公理系统的体现。 任何学科的第一个命题都必须具有这个特征。

指出任何物体都具有惯性，建立了惯性的概念。 [10]

它的否定命题揭示了力的概念。 力是物体对物体的作用。 力改变物体的运动状态。

它是牛顿第二定律的基础。 首先，牛顿第一定律为第二定律准备了概念（力、惯性质量、惯性系），并定性地阐明了力与运动的关系。 其次，第一定律主要规定物体不受外力的作用。 动作时的运动状态。 不受外力的影响与物体所受到的外力矢量和为零不同。 因此，牛顿第一定律不能视为F=0时牛顿第二定律的特例。

综上所述，牛顿第一定律是一条完全独立的基本定律。 它解决的问题是任何其他法律都无法解决的。 第二定律和第三定律根本不能取代第一定律。 [11]