一、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（1643～1727）时代，才对这个问题给出了正确的答案。

在 17 世纪以前，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，意大利的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。

我们可以用实验近似地验证上述结论。把物体放在一个水平导轨上， 并设法使物体和导轨之间形成气层，物体沿这种气垫导轨运动时摩擦很小，推动一下物体，可以看到物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动。

伽利略还根据下面的理想实验进行推论。如图 5-2 甲所示，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（图 5-2 乙）， 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（图 5-2 丙），小球就再也达不到原来的高度，而要沿着水平面以恒定速度持续运动下去。

伽利略的理想实验，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。伽利略把经验事实和抽象思维结合起来，这正是他的工作的卓越之处。由于伽利略细心地研究了理想实验，才使他对动力学作出了重大贡献。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。这种把可靠的事实和深刻的理论思维结合起来的理想实验，是科学研究中的一种重要方法。

与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：