惯性力如何引入

【牛顿第一定律】任何物体，在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到其他物体对它施加作用力迫使它改变这种状态为止，这就是“牛顿第一定律”。该定律说明力并不是维持物体运动的条件，而是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律亦称“惯性定律”。它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的性质——惯性，它是物理学中一条基本定律。上述定律主要是从天文观察中，间接推导而来，是抽象概括的结论，不能单纯按字面定义而用实验直接验证。和实际情况较接近的说法是：任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。物体的惯性实质是物体相对于平动运动的惯性，其大小即为惯性质量。物体相对于转动也有惯性，但它跟第一定律所说的惯性不是一回事，它的大小为转动惯量。惯性质量和转动惯量都用来表示惯性，但它们是不同的物理量，中学物理不出现转动惯量的名词，可不必提两者的区别。物体在没有受到外力作用或所受合外力为零的情况下，究竟是静止还是作匀速直线运动，这除了和参考系有关外，还要看初始时的运动状态。

【牛顿第二定律】牛顿第二定律的一般表述为：物体运动的加速度a的大小与其所受合力的大小成正比，与其质量m成反比，加速度a的方向与所受合力f的方向相同。其表示式为

f＝kma

式中k是比例系数，其数值决定于力、质量和加速度的单位。在国际单位制中即米·千克·秒制中的k为1。上式成为

f＝ma

即作用于该物体上各力的合力f等于物体的质量m与在该力作用下所产生的加速度a的乘积。这里所指的物体是质点。

合外力的方向决定了物体加速度的方向，加速度的方向反映了物体所受的合外力的方向。加速度和合外力是即时相对应的。物体在每一时刻的即时加速度，是跟那一时刻所受的合外力成正比的。恒力产生恒定的加速度，变力产生变加速度，当力的作用消失，则加速度也即消失。物体在合外力作用下如何运动，则视合外力是恒力还是变力，以及初始运动状态而定。

牛顿第二定律只适用于解决物体的低速运动问题，不能用以处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子。应用牛顿第二定律时，一般选用地球或太阳作参照系，且认为地球或太阳本身在作匀速直线运动。

【牛顿第三定律】它是力学中重要的基本定律之一，亦称“作用与反作用定律”。任何物体间的作用力和反作用力同时存在，同时消失，它们的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但分别作用在两个不同物体上。

作用力与反作用力没有本质的区别，不能认为一个力是起因，而另一个力是结果。两个力中的任何一个力都可以被认为是作用力，而另一个力相对于它就成为反作用力。正确理解作用力和反作用力跟平衡力是有区别的。在低速运动范围，不论是运动物体间还是静止物体间的相互作用；不论是加速运动物体间还是匀速运动物体间的相互作用；不论是短暂的还是持续的相互作用，都遵循牛顿第三定律。