牛顿第一定律定义
牛顿第一运动定律,简称牛顿第一定律。又称惯性定律。常见的完整表述:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
英国物理学家艾萨克·牛顿于1687年,在巨著《自然哲学的数学原理》里,提出了牛顿运动定律,牛顿第一运动定律就是其中一条定律。
牛顿第一定律与牛顿第二、第三定律构成了牛顿力学的完整体系。
牛顿第一定律给出了惯性系的概念,第二、第三定律以及由牛顿运动定律建立起来的质点力学体系只对惯性系成立。因此,牛顿第一定律是不可缺少的,是完全独立的一条重要的力学定律。
2019年初中物理(人教版)定义:一切物体在没有受到外力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
演绎过程
伽利略对光滑斜面的推论
现实中,当一个球沿斜面向下滚时,它的速度增大,而向上滚时,它的速度减小。
由此伽利略推论,当球沿水平面滚动时,它的速度应不增不减。实际上他发现,球愈来愈慢,最后停下来。伽利略认为,这并非是它的“自然本性”,而是由于摩擦阻力的缘故,因为他同样还观察到,表面愈光滑,球便会滚得愈远。
于是他推论,若没有摩擦阻力,球将永远滚下去。
伽利略的理想斜面实验
伽利略的理想斜面实验实验如图所示,让小球沿一个光滑斜面从静止状态开始下滚,小球将滚上另一个斜面,达到与原来差不多的高度然后再下滚。他推论,只是因为摩擦力,球才没能达到原来的高度。然后,他减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时它要滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角,球达到同一高度就会滚得更远。
于是他对斜面平放时的情况进行研究,结论显然是球将永远滚下去。这就是说,力不是维持物体的运动即维持物体的速度的原因,而恰恰是改变物体运动状态即改变物体速度的原因。因此,一旦物体具有某一速度,如果它不受力,就将以这一速度匀速直线地运动下去。
相关链接:伽利略理想实验
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