牛顿第一定律 历史的回顾 远在两千多年以前，人们已经提出了运动与力的.docVIP

牛顿第一定律 历史的回顾 远在两千多年以前，人们已经提出了运动和力的关系问题.可是直到伽利略和牛顿时代，才对这个问题给出了正确的答案. 在17世纪前人们普遍认为力是维持物体运动的原因.用力推车，车子才前进，停止用力，车子就要停下来.古希腊的哲学家亚里士多德（公元前384—前322）根据这类经验事实得出结论说：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来. 在亚里士多德以后的两千年内，动力学一直没有多大进展.直到17世纪，意大利著名物理学家伽利略才根据实验指出，在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故.设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去. 伽利略根据理想实验进行推论.让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度.他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度持续运动下去. 伽利略的实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础之上的.这类理想实验以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律. 伽利略同时代的法国科学家笛卡儿（1596—1650）进一步补充和完善了伽利略的论点，他认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向.笛卡儿为发展动力学又迈出了重要的一步. 牛顿第一定律 牛顿在伽利略等人的研究基础上，并根据他自己的研究，系统地总结了力学的知识，提出了三条运动定律，其中第一条定律的内容是： 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止. 这就是牛顿第一定律.物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性.牛顿第一定律又叫做惯性定律. 当汽车突然开动的时候，汽车里的乘客会向后面倾倒（图甲）.这是因为汽车己经开始前进，乘客的下半身随车前进，而上半身由于惯性还要保持静止状态的缘故.当汽车突然停止的时候，汽车里的乘客会向前面倾倒（图乙）.这是因为汽车已经停止，乘客的下半身随车停止，而上半身由于惯性还要以原来速度前进的缘故.一切物体都具有惯性，物体的运动并不需要力来维持.惯性是物体的固有性质，不论物体处于什么状态，都具有惯性. 任何物体都和周围的物体有相互作用，不受外力作用的物体是不存在的，所以牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态.这种状态虽然不可能实现，但牛顿第一定律却正确揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因.这就使人们的认识走上了正确的道路，为力学的发展奠定了坚实的基础. 力是物体产生加速度的原因 一个物体，如果它的速度的大小和方向都保持不变，我们就说，这个物体的运动状态保持不变.如果这个物体的速度发生了改变，即速度的大小和（或）方向发生了改变， 我们就说，这个物体的运动状态发生了改变. 牛顿第一定律告诉我们，物体如果没有受到力的作用，物体的运动状态不发生改变.由此可以知道，如果物体的运动状态发生了改变，必定要有力作用在物体上. 列车出站时，在机车牵引力的作用下，由静止开始运动，并且速度不断增大；列车进站时，由于受到阻力的作用，速度不断减小，最后停下来.抛出的手榴弹，射出的炮弹，由于受到重力的作用，速度的大小和方向都不断发生改变，做曲线运动.可见，物体运动状态的改变，是由于受到了力的作用，力是物体运动状态发生改变的原因. 物体运动状态发生改变时，物体具有加速度，所以，力是使物体产生加速度的原因. 质量是物体惯性大小的量度 物体运动状态的改变，还跟物体的质量有关系.一辆空车和一辆装满货物的车，在相同的牵引力的作用下由静止开始运动，它们的运动状态改变的情况并不相同.空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，产生的加速度大，运动状态容易改变.装满货物的车，质量大，要在较长的时间内才能达到相同的速度，产生的加速度小，运动状态难改变. 质量小的物体，运动状态容易改变，我们说它的惯性小.质量大的物体，运动状态难改变，我们说它的惯性大.可见，质量是物体惯性大小的量度. 惯性的大小在实际中是经常要加以考虑的.当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该尽可能减小物体的质量.歼击机的质量比运输机、轰炸机小得多，在战斗前还要抛掉副油箱，以进一步减小质量，就是为了提高歼击机的灵活性.相反，当我们要求物体的运动状态不易改变时，应该尽可能增大物体的质量.电动抽水站的电动机和水泵都固定在很重的机座上，就是要增大它们的质量，以尽量减小它们的振动或避免因意外的碰撞