一口气带你搞懂牛顿三大定律！

牛顿第一定律

物体总维持原有静止或直线运动状态不变，除非受到其他物体影响导致状态发生转变。

惯性定律就是牛顿第一定律，这个定律说明物体无需外力就能保持原有运动状态。只要物体所受外力总和为零，它原先的速度是多少，之后就会维持那个速度不变。

它为何又被称为“惯性定律”？惯性在英文中与惰性是同义词，即懒惰之意。因此，惯性定律表明所有物体都倾向于维持现状，不愿主动调整自身运动状态，如同懒洋洋的猪一般。

假如我此刻保持静止，便会持续这样，只有当你施加推力时才会改变；倘若我此刻拥有某个速度kaiyun官方网站登录入口，便会以此速率不停行进，直到受到外力阻碍才会停止。

爱好科幻影片的人，对于这样的场景应该很熟悉：有位太空人，在宇宙中，无意间扯断了与飞行器的系绳，于是，其他人只能干看着，这位太空人，以某个速率，飞往宇宙的远方。由于太空中，没有其他力量阻拦他，因此，他就只能依照惯性定律，保持原状，持续以同样的速率，向前飘去（尽管他很不情愿）。

这表明：即使没有外力，宇航员依然能够活动，确实力并非维持物体运动的关键因素。那么，力的真正作用是什么？伽利略在后半句中阐述：力是导致物体运动状态发生转变的缘由。换言之，虽然物体运动本身无需力来维系，但若要调整运动状态，比如宇航员希望停止漂浮并返回飞船，就必须借助外力进行推动。

明白力量能够影响物体活动方式之后，我施加特定的作用，你的运动快慢会怎样变化呢？若要精确计算这个关系kaiyun全站app登录入口，就必须借助牛顿的第二条法则。

牛顿第二定律

怎么算呢？

速度的改变需要借助某个物理量来衡量，因为力能够导致物体速度发生变动。举例来说，假设一辆汽车当前行驶速度为每秒两米，而在一秒之后，它的速度提升至每秒四米，那么在这段时间内，汽车速度的增量为每秒两米，计算方法为最终速度减去初始速度，即四减去二。

车辆行进速率为何会变动呢？这主要是动力系统的驱动力导致其速率产生调整，以马匹拉动的载具为例，则是马匹的拖拽力造成载具速率的转变。既然速率出现调整，那么必然存在某种外力施加于其上。

那么，力量强度与速度变动之间如何相互作用呢？是力度增强，速度改变幅度就随之增大吗？表面观察似乎合乎情理。两匹马牵引车辆，一秒之内可能使车体获得两米每秒的加速度；而四匹马同时发力，也许一秒之内就能赋予车辆四米每秒的速度提升。然而，即便仅有一匹马，只要时间持续足够长，比如六十秒，车辆完全能够累积更显著的速度增量。因此，单纯依据速度变化幅度来判断是不恰当的，必须结合时间因素来考量：在固定时段（例如一秒）内，物体速度的增减幅度越显著，意味着其承受的推力越强。

所以可以断定：外力总和越强，物体运动状态的改变就越迅速。而每秒速度增减的幅度，就是加速度的含义。换言之，我们借助加速度这个概念来衡量物体速度转变的剧烈程度。速度恒定不变时，加速度值为零；速度在1秒期间由2米每秒增至4米每秒，加速度即等于2米每秒每秒；速度在2秒期间从1米每秒提升至7米每秒，其加速度计算结果为：

明白了，物体承受的外部合力增强，那么它的运动状态改变得更加迅速，产生的加速度也就更大。

还有其他因素能改变加速度吗？同样是马，分别拉自行车和大卡车，它们的加速度会相同吗？显而易见，加速度不仅受合力制约，也与物体质量相关：质量增加，在相同合力作用下加速度减小，质量减小则加速度增大。基于这些理解，牛顿第二定律便水到渠成。牛顿第二定律阐述开yun体育app官网网页登录入口，物体获得的加速度与其承受的净外力之间存在正比关系，同时与自身质量呈现反比联系，该定律的数学表达式为F等于ma。由此，我们得以确立牛顿力学体系中的核心公式，可以说整个高中物理课程的主要内容，都是围绕F=ma这一公式在不同情境下的具体运用展开的。

牛顿第二定律促使我们以不同方式思考“质量”的含义。惯性定律难道不是在说所有事物都缺乏主动性吗？在不受外力作用时，它们都不愿意改变原有的运动轨迹。然而，尽管万物都显得迟钝，这种迟钝程度却存在显著差异。有些物体只需轻微施加力量，就能轻易改变其运动状态；而另一些物体则异常顽固，即便使用大型搬运工具也无法使其移动。

要分辨一个物体是轻微迟钝还是特别迟钝，可以看它的重量。依据牛顿第二定律，一个物体的重量越重，相同外力作用下获得的加速度就越小，也就是它的运动状态转变得越慢，这就是更迟钝的含义。因此，重量就是一个评估物体改变运动状态难度的指标。重量越重，体型越庞大，就越不愿意活动，这样想似乎很有根据。

从这个视角，我们重新体会牛顿第二定律 F=ma：外力 F 试图调整物体的运动状态 a，不过质量 m 越大，物体越不情愿，越倾向于维持现状，越不容易被外力 F 改动。因此意志力越强，就越不容易被外界引诱所动摇；体量越庞大，就越不容易被外力驱动所移动。

牛顿第三定律

牛顿第三定律阐述，两个物体间存在相互作用时，彼此施加的力与反作用力数值相同，但指向相反，即等值反向，但并非力，而是作用与反作用，这是牛顿本意，不过未明确提及力字，由于探讨牛顿力学范畴，教材为便于理解，直接表述为作用力与反作用力。这个道理很容易明白，比如说，当我使劲撞向一面墙壁时，会立刻感受到墙壁也在同等力度上撞击着我，这两个作用力数值相同，但运动趋向于对立。

来源：《什么是高中物理》