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牛顿第一定律是什么？
牛顿第一运动定律，简称牛顿第一定律。 又称惯性定律、惯性定律。 常见完整说法：任何物体都必须保持匀速直线运动或静止，直到有外力迫使它改变运动状态。
英国物理学家艾萨克·牛顿于1687年在其代表作《自然哲学的数学原理》中提出了牛顿运动定律。牛顿第一运动定律就是其中之一。
牛顿第一定律和牛顿第二、第三定律构成了完整的牛顿力学体系。
牛顿第一定律给出了惯性系的概念。 第二、第三定律以及牛顿运动定律建立的粒子力学体系只适用于惯性系。 因此，牛顿第一定律不可或缺，是一条重要的、完全独立的力学定律。
法律定义
牛顿在《自然哲学数学原理》中的原话是：任何物体都必须保持匀速直线运动或静止，直到有外力迫使它改变运动状态为止。 人民教育出版社和广东教育出版社高中物理教材引用了这一表述。
用数学公式表示：
，在
是合力，v 是速度，t 是时间。
路教高中物理课本上的说法是：牛顿第一定律指出，当净外力为零时，原本静止的物体将继续保持静止状态，原本运动的物体将继续运动以原来的速度沿匀速直线行驶。 净外力为零的情况有两种：一种是物体所受的所有外力相互抵消，净外力为零； 另一种是物体不受外力作用时。 一些专家学者认为这种表达方式不严谨，因此通常沿用原来的表达方式。
推演过程
伽利略研究运动学的方法是将实验与数学结合起来，注重逻辑推理，依靠实验检验。 他关于光滑斜面的推论源自实验观察和推论。 但这种完全光滑的斜面在现实中并不存在，因为摩擦力无法完全消除，所以理想的斜面实验属于伽利略的逻辑推理。
伽利略关于光滑斜面的推论
事实上，当球滚下斜坡时，它的速度会增加，而当它向上滚动时牛顿第一定律内容，它的速度会减小。
伽利略由此推论，当球沿水平面滚动时，其速度既不增加也不减少。 事实上，他发现球变得越来越慢牛顿第一定律内容，最后停了下来。 伽利略认为这不是它的“自然本质”，而是由于摩擦阻力，因为他还观察到表面越光滑，球就会滚动得越远。
因此他推断，如果没有摩擦阻力，球就会永远滚动。
伽利略理想斜面实验
伽利略的理想斜面实验如图所示。 让球从静止状态沿光滑的斜面滚下。 球会滚上另一个斜面，到达与原来相似的高度，然后再次滚下。 他推断，只是摩擦力使球无法达到原来的高度。 然后，他减小了后一个斜坡的倾斜度。 球在这个斜坡上仍然达到相同的高度，但现在它滚得更远。 继续减小第二个斜坡的倾斜度，当球到达相同高度时，它会滚动得更远。
于是他研究了斜面平放时的情况，结论显然是球会永远滚下去。 也就是说，力不是维持物体运动即保持物体速度的原因，而恰恰是改变物体运动状态即改变速度的原因的对象。 因此，物体一旦达到一定的速度，如果不受力的作用，就会以匀速直线运动。
适用范围
牛顿第一定律仅适用于惯性参考系。 当质点不受外力作用时，判断质点静止或匀速直线运动的参考系一定是惯性参考系。 因此，牛顿第一运动定律仅适用于惯性参考系。
牛顿第一定律不适用于非惯性参考系（即有加速度的系统），因为不受外力作用的物体在该参考系中也可能有加速度，这与牛顿第一定律是相反的。
当牛顿第一定律不成立时，即在非惯性系中，必须使用非惯性系中的力学方程。
解决公式中的力学问题
是在惯性*系统中测量的物体上的合力，
是在非惯性系中测量的惯性力，
是非惯性*系统的加速度。
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牛顿第一定律是一个完全独特的基本定律，它的最终表达是：
确定了惯性参考系并引入了逻辑循环理论。 这是公理系统的体现。 任何学科的第一个命题都必须具有这个特征。
它指出任何物体都具有惯性，建立了惯性的概念。
它的否定命题揭示了力的概念。 力是物体对物体的作用。 力改变物体的运动状态。
它是牛顿第二定律的基础。 首先，牛顿第一定律为第二定律准备了概念（力、惯性质量、惯性系），并明确阐明了力与运动的关系； 其次，第一定律主要解释了物体在不施加外力时的运动状态。 不受外力作用与物体上的外力矢量和为零不同。 因此，牛顿第一定律不能视为牛顿第二定律在f=0时的特例。
综上所述，牛顿第一定律是一条完全独立的基本定律。 它解决的问题是任何其他法律都无法解决的。 第二定律和第三定律根本无法取代第一定律。
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