牛顿第一定律的内容是这样的:任何物体在不受任何外力的作用下,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。由于物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。所以牛顿第一定律也叫做惯性定律。
牛顿曾经说过:“我是站在巨人的肩膀上才成功的。”由此可见,牛顿第一定律并非牛顿一个人的贡献,而是多位科学家共同研究的结晶。
伽利略的研究成果和设想伽利略曾经做过这样一个实验:同一小车从同一斜面上的同一位置由静止开始下滑,第一次在水平面上铺上一条毛巾,小车在毛巾上滑行很短的距离就停下了;第二次在水平面铺上较为光滑的棉布,小车在棉布上滑行的距离较远;第三次是光滑的木板,小车滑行的距离更远。
伽利略认为,平面越光滑,则小车滑行就越远。这表明阻力越小,小车滑行就越远。由此伽利略做了一个科学的设想:要是能找到一块十分光滑的平面,阻力为零,那么小车的滑行速度将不会减慢。
笛卡尔的补充笛卡尔等人又在伽利略研究的基础上进行了更为深入的研究。笛卡尔认为:如果运动物体不受任何外力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不会变,将沿着原来的方向匀速运动下去。
牛顿的最终完善英国的伟大科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,进而概括出一条重要的物理定律,即一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律。
牛顿第一定律说明了两个问题:
它明确了力和运动的关系。物体的运动并不是需要力来维持的。只有当物体的运动状态发生改变,即产生加速度时,才需要力的作用。我们可以在牛顿第一定律的基础上得出力的定性定义,即力是一个物体对另一个物体的作用,它使受力物体改变运动状态。
它提出了惯性的概念。物体之所以保持静止或匀速直线运动状态,是在不受力的条件下,是由物体本身的特性来决定的。这种物体所固有的、保持原来运动状态不变的特性就叫做惯性。物体不受力时所做的匀速直线运动也叫惯性运动。