牛顿第一定律公式及适用范围

高中物理 2021-11-26 12:20:52

牛顿第一定律公式及适用范围

牛顿第一运动定律，简称牛顿第一定律。又称惯性定律、惰性定律。那么，牛顿第一定律公式是什么呢？适用范围有哪些呢？下面小编整理了一些相关信息，供大家参考！

什么是牛顿第一定律

牛顿第一运动定律，简称牛顿第一定律。又称惯性定律、惰性定律。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。

牛顿在《自然哲学的数学原理》中的原始表述是：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。该表述在人教版、粤教版高中物理教材中被引用。

用数学公式表示为：∑Fi=0→dv/dt=0 ，其中∑Fi为合力，v为速度，t为时间。

鲁教版高中物理教材中的表述是：牛顿第一定律表明，当合外力为零时，原来静止的物体将继续保持静止状态，原来运动的物体则将继续以原来的速度做匀速直线运动。

合外力为零包括两种情况：一种是物体受到的所有外力相互抵消，合外力为零；另一种是物体不受外力的作用。有的专家学者认为这种表述方式并不严谨，所以通常采用原始表述。

牛顿第一定律只适用于惯性参考系。在质点不受外力作用时，能够判断出质点静止或作匀速直线运动的参考系一定是惯性参考系，因此只有在惯性参考系中牛顿第一运动定律才适用。

牛顿第一定律在非惯性参考系（即有加速度的系统）中不适用，因为不受外力的物体，在该参考系中也可能具有加速度，这与牛顿第一定律相悖。

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