牛頓第一定律高一物理知識點

　　一、定律定義

　　牛頓第一定律表明，當合外力為零時，原來靜止的物體將繼續保持靜止狀態，原來運動的物體則將繼續以原來的速度做勻速直線運動。合外力為零包括兩種情況：一種是物體受到的所有外力相互抵消，合外力為零;另一種是物體不受外力的作用。有的專家學者認為這種表述方式并不嚴謹，所以通常采用原始表述。

　　二、演繹過程

　　伽利略研究運動學的方法是把實驗和數學結合在一起，既注重邏輯推理，又依靠實驗檢驗。 他對光滑斜面的推論是通過實驗觀察，并推論得到的。但是這個完全光滑的斜面在現實中不存在，因為無法將摩擦力完全消除，因此理想斜面實驗屬于伽利略的邏輯推理部分。

　　伽利略對光滑斜面的推論

　　現實中，當一個球沿斜面向下滾時，它的速度增大，而向上滾時，它的速度減小。

　　由此伽利略推論，當球沿水平面滾動時，它的`速度應不增不減。實際上他發現，球愈來愈慢，最后停下來。伽利略認為，這并非是它的“自然本性”，而是由于摩擦阻力的緣故，因為他同樣還觀察到，表面愈光滑，球便會滾得愈遠。

　　于是他推論，若沒有摩擦阻力，球將永遠滾下去。

　　伽利略的理想斜面實驗

　　伽利略的理想斜面實驗實驗如圖所示，讓小球沿一個光滑斜面從靜止狀態開始下滾，小球將滾上另一個斜面，達到與原來差不多的高度然后再下滾。他推論，只是因為摩擦力，球才沒能達到原來的高度。然后，他減小后一斜面的傾角，小球在這個斜面上仍達到同一高度，但這時它要滾得遠些。繼續減小第二個斜面的傾角，球達到同一高度就會滾得更遠。

　　于是他對斜面平放時的情況進行研究，結論顯然是球將永遠滾下去。這就是說，力不是維持物體的運動即維持物體的速度的原因，而恰恰是改變物體運動狀態即改變物體速度的原因。因此，一旦物體具有某一速度，如果它不受力，就將以這一速度勻速直線地運動下去。

　　三、適用范圍

　　牛頓第一定律只適用于 慣性參考系。在質點不受外力作用時，能夠判斷出質點靜止或作勻速直線運動的 參考系一定是慣性參考系，因此只有在慣性參考系中牛頓第一運動定律才適用。

　　牛頓第一定律在非慣性參考系(即有加速度的系統)中不適用，因為不受外力的物體，在該參考系中也可能具有加速度，這與牛頓第一定律相悖。

　　當牛頓第一定律不成立時，即 非慣性系中，要用非慣性系中的力學方程 求解力學問題。式中 為在慣性系中測得的物體受的合力， 為在非慣性系中測得的慣性力, 為非慣性系統的加速度。

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