牛顿第一定律指出：如果一个物体所受的外合力为零，它的速度就保持不变。因此，物体要么保持静止，要么沿直线做匀速运动。
这个表述适用于惯性参考系，也就是不加速的参考系。这个定律也叫惯性定律，因为“惯性”指的是物体抵抗速度变化的倾向。
一句话理解牛顿第一定律
在惯性参考系中，
“constant（常量）”这个词很关键。恒定速度可以是零，也就是静止；也可以是任意大小不变、方向不变的直线运动。
用通俗的话解释什么是惯性
人们有时会说，运动的物体“想要继续运动下去”。这种说法接近正确，但并不完整。更准确的说法是：除非有外合力作用，否则物体的速度不会改变。
速度不仅包括快慢，还包括方向。所以即使速率不变，只要发生转弯，速度也变了。如果方向改变了，外合力就不可能为零。
例题：冰球在光滑冰面上滑行
假设一个冰球已经以 的速度向东滑行。球杆离开冰球后，设想冰面足够光滑，因此接下来几秒内摩擦可以忽略不计。
那么外合力近似为零，所以根据牛顿第一定律，冰球会继续以大约 的速度沿直线向东运动。
如果冰球慢下来了，这就说明外合力实际上并不为零。在真实冰面上，摩擦和空气阻力通常会让速度略微减小，所以“速度保持不变”的预测只在这种近似成立时才准确。
这里最重要的思维习惯是：先判断外合力是否为零。如果是，就应当预期速度保持不变。如果速度的大小或方向发生变化，那么外合力就不可能为零。
牛顿第一定律的常见错误
- 认为要让物体保持匀速运动，就必须持续施加一个力。实际上，改变速度才需要合力，维持速度不变不需要合力。
- 把“受力为零”和“没有运动”混为一谈。外合力为零也可能表示物体在做稳定运动。
- 忘记转弯也意味着速度改变。圆周运动不是牛顿第一定律的例子，因为方向一直在变化。
- 把惯性说成一种推力或拉力。惯性是物质本身的属性，不是额外的一种力。
什么时候会用到牛顿第一定律
牛顿第一定律是受力分析的起点。在开始计算之前，你要先判断运动状态是否意味着外合力为零，还是外合力不为零。
它也解释了为什么安全带很重要。当汽车突然停下时，你的身体倾向于保持原来的速度。安全带提供了改变这种运动状态所需的外力，而且这种改变是更安全的。
在大学物理入门中，这个定律也常用来支持一些简单模型。例如，忽略空气阻力时，抛体运动的水平方向通常被看作匀速运动，因为这时水平方向的合外力被视为零。
试试一个类似情形
你可以自己选一个日常情境来练习：一本静止在桌上的书、被击出后继续滑行的冰球，或者汽车刹车时身体向前一冲的乘客。先问一个问题：外合力是否为零？这个判断通常就能告诉你，是可以直接用牛顿第一定律，还是接下来需要用牛顿第二定律。