【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第六章牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律

§6-1牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律

【01】在第四、五兩章中，我們討論了物體的各種形式的直線運(yùn)動(dòng)，但沒有談到物體為什么作這種直線運(yùn)動(dòng)或那種直線運(yùn)動(dòng)。這一部分力學(xué)叫做運(yùn)動(dòng)學(xué)，它只研究物體的運(yùn)動(dòng)，而不涉及物體運(yùn)動(dòng)的原因。

【02】研究物體運(yùn)動(dòng)的原因，就是研究物體在什么條件下，從靜止到運(yùn)動(dòng)、從運(yùn)動(dòng)到靜止、從快到慢、從慢到快以及改變運(yùn)動(dòng)的方向等等?？偲饋碚f，就是研究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因，知道了這些原因以后，我們?cè)谏a(chǎn)、運(yùn)輸以及日常工作中就有可能按照我們的需要控制物體的運(yùn)動(dòng)。

【03】研究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因，就是研究物體的運(yùn)動(dòng)跟它所受作用力的關(guān)系。這一部分力學(xué)叫做動(dòng)力學(xué)。動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)三定律。

【04】牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律是從人類長(zhǎng)期勞動(dòng)實(shí)踐中總結(jié)出來的。

【05】一輛勞動(dòng)車，如果沒有人拖它，它會(huì)永遠(yuǎn)停在那里不動(dòng)。車站上停的汽車，河岸邊停的小船……，也都不會(huì)自動(dòng)改變它們的靜止?fàn)顟B(tài)。如果要它們開始運(yùn)動(dòng)，必須開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，搖動(dòng)船槳……，也就是必須有其他物體對(duì)它作用。

【06】從高處落下的物體，速度越來越大，這是因?yàn)槭艿降厍蛭年P(guān)系。在公路上行駛的汽車，如果把發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉了，就會(huì)慢慢地停下來，這是因?yàn)樗艿侥Σ亮涂諝庾枇Φ年P(guān)系?？梢?，要改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢，也必須有其他物體對(duì)它作用。

【07】在光滑平面上作直線運(yùn)動(dòng)的鋼珠，如果遇到障礙物，就會(huì)改變運(yùn)動(dòng)的方向。水平拋出的物體，因?yàn)槭艿降厍蛭年P(guān)系，不沿水平直線運(yùn)動(dòng)，而沿一條彎向地面的曲線運(yùn)動(dòng)?？梢?，要改變物體的運(yùn)動(dòng)方向（即速度方向），也必須有其他物體對(duì)它作用。

【08】總結(jié)以上所述，要使靜止的物體運(yùn)動(dòng)以及要改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向，都必須有其他物體對(duì)它作用。

【09】那么，如果物體沒有受到別的物體的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又將怎樣呢？牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律回答了這個(gè)問題。

【10】如果物體沒有受到別的物體的作用，那么，這個(gè)物體就保持自己的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。

【11】為了幫助讀者進(jìn)一步了解定律的含義，我們提出下面幾點(diǎn)：

【12】第一，我們知道，世界上沒有一個(gè)物體可以孤立地存在而不和其他物體發(fā)生關(guān)系的。所以“物體沒有受到別的物體的作用”這句話是假想的。因此，對(duì)于這句話的正確理解應(yīng)該是：物體受到其他物體的作用，但這些作用恰好相互平衡。例如放在水平桌子上的乒乓球，一方面受到地球吸引的作用，另一方面又受到桌面的作用，這兩個(gè)作用恰好平衡，所以乒乓球靜止不動(dòng)。如果我們把桌子的一邊抬高一些，兩個(gè)作用就不能平衡，因而乒乓球就要沿著桌面低的方向滾下去了。

【13】第二，勻速直線運(yùn)動(dòng)是速度的大小和方向都沒有變化的運(yùn)動(dòng)，也就是沒有加速度的運(yùn)動(dòng)。靜止是運(yùn)動(dòng)的特殊情形，這時(shí)速度等于零。所以，定律中所講的兩種狀態(tài)都是指沒有加速度的狀態(tài)。因此，我們也可以說，如果物體沒有受到別的物體的作用，物體的運(yùn)動(dòng)是沒有加速度的運(yùn)動(dòng)。

【14】第三，物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，從這個(gè)速度變?yōu)榱硪粋€(gè)速度或者從沿這個(gè)方向運(yùn)動(dòng)變?yōu)檠亓硪粋€(gè)方向運(yùn)動(dòng)，都表明物體的速度發(fā)生了變化，或者說物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，也就是說物體有了加速度。因此，如果物體受到別的物體的作用，它的運(yùn)動(dòng)是具有加速度的運(yùn)動(dòng)。

【15】第四，物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，叫做物體的慣性。牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律也叫做慣性定律。慣性定律的觀念，是伽利略在十七世紀(jì)初最先提出來的。

【16】在日常生活中經(jīng)?？梢杂龅轿矬w慣性的表現(xiàn)。例如：急速向前奔跑的人，不能立刻停下來；腳被石塊一絆，由于上身要保持它原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，就要向前摔倒；腳一滑，腳的運(yùn)動(dòng)加快了，上身仍保持原來的速度不變，就要向后摔倒；汽車、火車以及其他機(jī)器在發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作后，還要繼續(xù)前進(jìn)一段路程或者繼續(xù)轉(zhuǎn)幾下。

【17】因此，由于慣性，物體速度的改變總是需要一段時(shí)間。

【18】不論物體在什么地方和在什么時(shí)候，也不論它的大小怎樣，物體總是有慣性的。所以慣性是一切物體的固有屬性。

習(xí)題6-1

1、騎馬急行的人，如果馬突然停止運(yùn)動(dòng)，騎在馬上的人將向哪一個(gè)方向傾倒？

2、在作勻速直線運(yùn)動(dòng)的火車內(nèi)，豎直上拋一個(gè)小球后，為什么仍舊能夠落回至你的手中？

3、一列火車在平直的鐵路上行駛.如果不看窗外，我們有什么辦法能夠知道火車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（勻速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)）？