力学的发展是和人类的生活、劳动密不可分的。牛顿(）集前人有关力学研究之大成，特别是吸取了伽利略的研究成果，在1687年发表了他的名著《自然哲学的数学原理》。它的出版标志着经典力学体系的确立。牛顿在书中概括的基本定律有三条，就是通常所说的牛顿三定律。

1．牛顿第一定律

牛顿第一定律的内容如下：

任何物体都保持静止的或沿一直线作匀速运动的状态，直到其他物体作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。

在日常生活中直接用实验验证这条定律是不可能的，牛顿第一定律的正确，一方面它是实验推断出来的结论，另一方面，更为重要的是由此定律推论出来的结果与实际相符，经受了实验的检验。

第一定律指明了任何物体都具有惯性，因此第一定律又被叫做惯性定律。

第一定律还说明，仅当物体受到其他物体作用时才会改变其运动状态，其他物体的作用是物体改变运动状态的原因。这些使物体运动状态改变的相互作用就是力。因此我们说，力是引起运动状态改变的原因。

2．惯性参考系

由于运动只有相对于一定的参考系才有意义，所以牛顿第一定律还定义了一种参考系。在这种参考系中观察，一个不受力作用的物体或处于受力平衡状态下的物体，将保持其静止或匀速直线运动的状态不变。这样的参考系叫惯性参考系。并不是所有的参考系都是惯性参考系。一个参考系是否是惯性参考系要由实验来检验。由于宇宙中一切物质都在运动，而且往往都有加速度，所以原则上很难说是否存在一个严格的惯性参考系。只能针对计算精度要求，选择相对准确的惯性参考系。

3. 牛顿第二定律

牛顿第一运动定律只定性地指出了力和运动的关系。力和运动的定量关系是由牛顿第二定律所揭示的。
    我们知道力是一种相互作用。物体受到力的作用运动状态就要发生变化，即要有加速度，所以力是产生加速度的原因。
    第二定律叙述如下：
    物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与外力的大小成正比，并与物体的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。
    牛顿第二定律的数学表达式为

        
    在国际单位制中，质量的单位是，加速度的单位是，力的单位则是。

关于质量、定律的瞬时性和矢量性的讨论。

4. 牛顿第二定律的微分形式

牛顿在其名著《自然哲学的数学原理》中是这样表述第二定律的：
    运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿直线的方向上。
    牛顿把物体的质量和速度矢量之积定义为“运动”。现在这个乘积叫做物体的动量，用来表示，。而牛顿所说的运动的变化指的是动量的变化率，所以牛顿对第二定律的说法实质上是
            或
    这就是牛顿第二定律的微分形式。
    牛顿当时认为，而且后来已由实验证明，对运动速度与光速相比为很小的物体来说，它的质量是一个与其运动速度无关的常量。因此， 即
            

这就大家熟悉的牛顿第二定律。

5．牛顿第三运动定律

一个物体所受的力都是来自其他物体。两个物体相互作用时，每个物体都受到来自对方的力。一个物体如对第二个物体施力，则第二个物体就同时对第一个物体也施力。如果我们把两个力中的任一个叫作用力，则另一个力叫反作用力。力的这种相互作用性质已为牛顿第三定律所揭示。第三定律的内容如下：
    两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等而方向相反。
    第三定律表明，作用力和反作用力总是以大小相等、方向相反的方式成对地出现的，它们同时出现，同时消失。但由于作用力和反作用力分别作用在两个物体上，因此不能相互抵消。作用力和反作用力属于同一种性质。

关于第三定律的两个例子。(a)马拉车。(b)一绳系于天花板上，下端挂一物体。整个系统处于静止状态。

6．牛顿运动定律应用举例

牛顿运动定律是经典力学的基础。牛顿的三条运动定律是一个整体。牛顿第一定律是牛顿力学的思想基础，它说明任何物体都有惯性，牛顿定律只能在惯性参考系中应用。牛顿第二定律是定量计算的基础。通常我们应用牛顿第二定律的投影式或分量式。应该注意力是使物体产生加速度的原因，但不能把误认为力。牛顿第三定律指出了力有相互作用的性质，为我们正确分析物体受力情况提供了依据。通常在力学问题中，对每个物体来说，除重力外，其他外力都可以在该物体和其他物体相接触处去寻找，以免把作用在物体上的一些力遗漏掉。
    通常的力学问题可分为两类：一类是已知力求运动；另一类是已知运动求力。当然在实际问题中常常是两者兼有。第二类问题只需将运动方程微分，求出加速度后再求力。第一类问题先要分析受力情况，再列牛顿第二定律方程，最后解方程。在本课程中重点解决第一类问题。具体涉及的问题则有两种：一种是每个物体受的力是恒力的问题；另一种是物体受的力是是变力的问题。

总结：应用牛顿定律解决动力学问题，可按下述思路分析进行：

（１）隔离物体
    选定一个物体作为分析对象。如果问题涉及几个物体，那就一个一个地作为对象进行分析。

（２）分析运动
    在惯性系中分析所认定物体的运动状态，包括它的轨迹、速度和加速度。问题涉及几个物体时，还要找出它们运动学的联系，亦即它们之间的速度或加速度的约束关系。

（３）分析受力
    找出被认定物体所受的一切外力。首先考虑重力，然后是弹力、摩擦力等接触力。画出示力图，把物体受力情况和运动情况表达出来。

（４）列出方程
    选择合适的坐标系，可以是直角坐标系，也可以是极坐标系，依据问题而定。在具体坐标系中列出牛顿第二定律方程式。在方程式足够的情况下就可以求解未知量了。

（５）进行讨论
    通过分析讨论，巩固和增强对物理概念和定律的理解，提高分析能力。