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牛顿第一定律的实质地位和作用

高焜（安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 246011）
指导老师：江燕燕
摘要：文章研究了牛顿第一定律的实质及在牛顿三个定律中的地作用。澄清了对牛顿第 一定律的一些模糊认识对认识牛顿三定律之间的关系和理论的完备性和逻辑性提出了不同的看法。文章指出：牛顿第一定律的实质是给出了一个不受力或所受合力为零不存在加速度的系统,即通常所说的惯性系而不是力的定义，定律成立与否来定而牛顿第二、第三定律只对惯性系才成立。惯性系也不能用牛顿义。
关键词： 牛顿第一定律; 惯性系; 力
13世纪的约翰·布里单提出了“冲力"（impetus）的概念，他把冲力设想为初始推动者传给物体的一种推动力，并赋予了冲力一种永恒的质，认为它将一直持续下去,除非被外部阻力所减弱或者耗尽。在没有外力作用的情况下,冲力的初始量将保持不变，并且他暗示,如果将运动的所有阻力撤出,那么物体一旦开始运动，很与可能将永远沿直线匀速运动下去，他没有任何理由改变自己的运动方向或者初始速度。［1]
牛顿在 1687年出版的名著《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条定律做为动力学的基础。这三条定律统称牛顿运动定律，以牛顿运动定律为基础建立起来的力学理论叫做牛顿力学。牛顿所述的三条定律的中文译文为：
第一定律：任何物体都保持静止或沿一条直线做匀速运动的状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
第二定律：运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿的直线的方向上。
第三定律:对于每一个作用,总有一个相等的反作用与之相反；或者说,两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的,而且指向相反的方向。
牛顿定律提出已经三百多年了，人们已经非常熟悉了。可是纵观许多物理学的教科书，对牛顿第一定律的实质的认识，它在三个定律中的地位和作用,却很少给出合理的解释和定位。下面就一些”物理学”教科书中对第一定律的不尽合理的解释和定位逐一给予说明
。
1 牛顿第一定律的本质并非描述物体具有惯性
几乎所有的“物理"教科书中都强调:牛顿第一定律描述了物体具有惯性，:如北京大学顾建中先生编写的《普通物理学简明教程》力学部分 [2] 就明确指出：“第一定律中包含两个重要的 概念.(1）如果没有其他物体的作用，则所研究的物体将保持其静止的或匀速直线运动的状态；这种性质称为该物体的惯性……因为第一定律包含惯性这个重要概念,所以又叫惯性定律。 (2）……。”
又如张三惠等编著的《大学物理学》力学 ［3] 中 指出:“牛顿第一定律和两个力学基本概念相联系。一个是物体的惯性,……，另一个是力。”马文蔚先生改编的《物理学》[4］ 也做了同样的论述等等.
如果第一定律的实质是描述物体的惯性，那它就没有独立存在的意义了，因为牛顿第二定律a=F/m不但描述了物体的惯性，而且定量地给出了物质的惯性大小可以用惯性质量m来描述，由此可见第一定律称作惯性定律，把它说成是描述物体惯性决非是牛顿的本意.
2 牛顿第一定律的实质也不是对力做出定义
前面已经提到,北京大学的顾建中先生编写的《普通物理学