牛顿三定律的基本思想和历史根源是什么？
牛顿运动定律是牛顿第一运动定律，即惯性定律，由艾萨克·牛顿爵士在17世纪总结，发表在《自然哲学的数学原理》中。牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律是经典力学的三个基本定律。
[编辑此段]牛顿第一运动定律
在任何情况下，所有物体在不受外力作用时，总是保持静止或匀速直线运动。
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在任何情况下，所有物体在不受外力作用时，总是保持静止或匀速直线运动。
所有物体总是保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它们改变这种状态。
这是牛顿第一定律。
牛顿第一定律也可以缩写为:动者不断动，静者不断静。
除非受到外部不平衡力的作用，否则粒子将保持静止或匀速运动。
[编辑此段落][描述]
所有物体都趋向于保持静止，做匀速直线运动，所以物体的运动状态是由其运动速度决定的。没有外力，它的运动状态不会改变。
物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，惯性的大小用质量来衡量。
所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
牛顿第一定律也阐明了力的概念。
明确力是物体之间的相互作用，指出力改变物体的运动状态。
因为加速度描述的是物体运动状态的变化，力与加速度有关，与速度无关。
如果在日常生活中不注意这一点，往往容易产生错觉。
[注意]
(1)牛顿第一定律在所有参考系中都不成立，实际上只在惯性参考系中成立。
因此，牛顿第一定律常被视为一个参考系是否为惯性参考系的判据。
(2)牛顿第一定律是通过分析事实，进一步概括和推理得出的。
我们周围的一切都受到这个力或那个力的作用，所以无法通过实验直接验证这个定律。
但是从定律中得出的所有推论都经受住了实践的考验，所以牛顿第一定律成为了大家公认的力学基本定律之一。
牛顿第一定律的发现和总结
300多年前，伽利略分析类似实验，认识到运动物体受到的阻力越小，速度下降越慢，运动距离越长。
他通过进一步的推理进一步得出结论:在理想情况下，如果水平面绝对光滑，物体的阻力为零，那么它的速度不会减慢，而是永远匀速运动。
伽利略曾经研究过这个问题，牛顿曾经说过:“我是站在巨人的肩膀上成功的。”这句话是针对伽利略的。
于是牛顿总结了前人的研究成果，总结出了著名的牛顿第一定律。
[编辑此段]牛顿第二运动定律
[编辑此段][内容]
物体的加速度与作用在物体上的合力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合力的方向相同。
[编辑本段][表情]
∑F=ma或F=ma。
[编辑此段落][描述]
(1)牛顿第二定律是力的瞬时定律。
力和加速度同时产生，同时变化，同时消失。
(2)F=ma是向量方程，应用时要指定正方向。所有与正方向相同的力或加速度都取正值，反之亦然。一般情况下，加速度的方向取为正方向。
(3)根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在平面内的运动时，作用在物体上的力可以正交分解，牛顿第二定律的分量形式可以应用在两个相互垂直的方向上:Fx=max和Fy=max。
[编辑此段][牛顿第二定律的五个性质]
(1)同态:F-并，M和A对应同一个对象。
(2)矢量性:力和加速度都是矢量，物体的加速度方向由物体所受外力的组合方向决定。
在牛顿第二定律的数学表达式∑F = ma中，等号不仅意味着左右两侧的值相等，还意味着方向相同，即物体的加速度方向与所受外力的方向相同。
(3)瞬时性:当作用在物体(具有一定质量)上的外力发生突变时，该力所决定的加速度的大小和方向也发生突变；外力为零时，加速度也同时为零，加速度和外力是一一对应的。
牛顿第二定律是瞬时对应定律，表现了力的瞬时效应。
(4)相对性:自然界有一个坐标系。在这个坐标系中，物体不受力时，会保持匀速直线运动或静止状态。这个坐标系叫做惯性参考系。
地面和相对于地面静止或匀速直线运动的物体都可以看作惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中成立。
(5)独立性:作用在物体上的每个力都可以独立产生一个加速度，每个力产生的加速度之和等于合力产生的加速度。
[编辑本段][适用范围]
(1)只适用于低速(比光速慢)运动的物体。
(2)只适用于宏观物体，牛顿第二定律不适用于微观原子。
(3)参照系应为惯性系统。
[编辑此段]牛顿第三运动定律
[编辑此段][内容]
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，方向相反。
[编辑本段][表情]
F=-F '
(f代表作用力，f '代表反作用力，负号表示反作用力f '与作用力f相反)
[编辑此段落][描述]
要改变一个物体的运动状态，其他物体必须与之相互作用。
物体之间的相互作用是通过力来体现的。
并指出力的作用是相互的，有作用必有反作用。
它们作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。
牛顿第三定律
内容: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，方向相反。
说明:要改变一个物体的运动状态，必须有其他物体与之相互作用。
物体之间的相互作用是通过力来体现的。
并指出力的作用是相互的，有作用必有反作用。
它们作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。
还需要注意的是:
(1)没有主次作用和反作用。
同时产生，同时消失。
(2)这一对力作用在不同的物体上，不能抵消。
(3)作用力和反作用力必须具有相同的性质。
(4)独立于参照系。
牛顿第三定律:
两个物体之间的作用和反作用总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
F1=-F2
(1)力的作用是相互的。
同时出现又同时消失
②相互作用力必须是同一个力。
(3)作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的效应不能互相抵消。
④作用力也可称为反作用力，但选取的参照物不同。
⑤作用力和反作用力不能合成，因为作用点不在同一个物体上。
2.相互作用力与平衡力的区别
(1)相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上的两个物体上；这两种力的性质是一样的。
(2)平衡力是作用在同一物体上，大小相同，方向相反，作用在同一直线上的两个力。
这两种力的性质可以不同。
(3)相互平衡的两个力可以独立存在，但相互的力同时存在又同时消失。
比如一个物体放在桌子上，物体上的重力和支撑力就属于平衡力。物体被拿走后，支撑力消失，但重力依然存在。
当物体在桌子上时，物体的支撑力和桌面的压力是一对作用力和反作用力。对象拿走之后，两个人都消失了。
[编辑本段][适用范围]
牛顿运动定律是基于绝对时空的所谓超距作用和相应的超距作用，是指分离的物体不需要任何介质或时间来传递它们的相互作用。
也就是说，相互作用是以无限的速度传递的。
除了上述基本思想，在牛顿时代，人们理解了相互作用。
比如重力，磁铁之间的磁力，相互接触的物体之间的力，都是沿着相互作用物体的连线方向，相互作用物体的运动速度在恒速范围内。
在这种情况下，牛顿从实验中发现了第三定律。
“每一个动作总是有一个相等的反作用力及其相对的阻力；换句话说，两个物体之间的相互作用总是相等的，每个物体都指向另一个物体。”作用和反作用是对等的、相反的和* * *线，它们相互作用，同时产生，具有相同的性质。这些往往是我们在讲授这个规律时要强调的内容。
而且在一定范围内，牛顿第三定律与物质系统的动量守恒密切相关。
但随着人们对物体间相互作用认识的发展，在19世纪发现了电和磁的关系，建立了电场和磁场的概念。除了沿连线方向的静电荷间的库仑力相互作用外，发现运动电荷还受到磁场力即洛伦兹力的影响。运动电荷会激发磁场，所以两个运动电荷之间存在相互作用。
麦克斯韦(1831-1879)在电磁现象研究的基础上，完成了从1855到1873对电磁现象及其规律的全面研究，建立了系统的电磁理论。发现电磁作用是以有限的速度(光速C)通过电磁场传递的。
物理学的深入发展揭示了牛顿第三定律并不适用于所有的相互作用。
如果静电荷之间的库仑相互作用是沿着两个电荷的连线，静电相互作用可以看作是在“无限速度”的距离上的作用，那么牛顿第三定律仍然适用，那么牛顿第三定律不适用于运动电荷之间的相互作用。
如图所示，运动电荷B通过激发磁场作用于运动电荷A的力为(不沿AB连线)，而运动电荷A的磁场此时对电荷B没有力(图中未示出二者之间的库仑力)。
可以看出，此时对作用没有反作用，作用与反作用定律在此失效。
实验表明，电磁场传输的短程作用总是有时间延迟的。
牛顿第三定律显然不适用于具有延迟效应的相互作用。
事实上，牛顿第三定律只有在两个物体沿直线的作用力(称为向心力)可以忽略的情况下才有效(即可以视为远距离直接作用)。
但在牛顿的力学体系中，与第三定律密切相关的动量守恒定律是普遍的自然规律。
在电磁相互作用的情况下，动量的概念应该从物理物体的动量扩展到包含场的动量；从物理粒子的力学动量守恒到所有粒子和场的总动量守恒，动量守恒定律成为普遍的守恒定律。
[编辑此段][牛顿运动定律的重大意义]
牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础。
正如欧几里得的基本定理为现代几何奠定了基础一样，牛顿的运动三定律为物理科学的建立提供了基本定理。
三大定律的提出，万有引力的发现，微积分的创立，使牛顿成为过去1000年中最杰出的科学巨人。
[编辑此段][牛顿运动定律的创立过程]
1609年，约翰内斯·开普勒发现行星以椭圆(不是圆形)轨道绕太阳运行。
从那以后，科学家们热情地试图用数学方法解释这些轨道。
罗伯特·胡克和约翰·哈雷都尝试过，但他们的数学方法都失败了。
1642艾萨克·牛顿出生在距离英国剑桥60英里的林肯郡。
艾萨克是个难相处的孩子。
他父亲在他出生前三个月去世了。他不喜欢他的继父，所以他被送到他的祖父母那里由他们抚养。
然而，牛顿不喜欢任何人——他不喜欢他的母亲，也不喜欢他的祖父母，甚至不喜欢他同父异母的弟弟妹妹。
他经常威胁要打这些亲戚，烧房子。
在学校，他经常违反纪律，让老师们很头疼。
只有一个人——威廉·艾斯库注意到了牛顿的聪明和潜力。他安排牛顿在三一学院(附属于剑桥大学)学习。
因为他太穷了，付不起昂贵的学费，牛顿为其他学生当佣人，挣钱支付食宿。
他总是独来独往，遮遮掩掩，别人都说他总是板着脸，喜欢和别人争论。
1665年伦敦爆发瘟疫，剑桥大学被迫关闭，于是牛顿回到了乡下姐姐的庄园。
庄园非常封闭，同时又缺乏必要的数学工具来描述千变万化的力量和运动——而这些正是他感兴趣的，所以他感到非常沮丧。
他决心找出使物体运动(或静止)的力量。
除了阅读开普勒和哈雷相对较新的专著，牛顿还研究了伽利略和亚里士多德的著作。
他收集了早期希腊学者的研究成果和理论，这些研究成果和理论是零散的，常常是相互矛盾的。
他仔细筛选这些材料，加以提炼，找出普遍真理和谬误。
牛顿非常善于从大量的观点中筛选出少数蕴含真理的观点，其才华令人惊叹。
牛顿不是实验者。他喜欢像爱因斯坦一样在脑子里思考，做实验。
他会长时间专注于一件事情，直到得到他需要的答案。
用他自己的话说，他会“把问题摆在面前，然后开始等待，直到第一缕曙光出现，然后逐渐清晰，最后豁然开朗。”
很快，一个问题开始困扰牛顿:是什么力量导致了运动？他专注于伽利略的自由落体定律和开普勒的行星运动定律。
他痴迷到废寝忘食，身体几乎濒临崩溃。
1666年初，牛顿创立了运动三定律，为他发明微积分、发现地球引力创造了必备条件。
但直到20年后，哈雷鼓励牛顿写出自然哲学的数学原理，牛顿才出版了他创立的三大定律。
1684年，让·皮卡德第一次精确地算出了地球的大小和质量。
有了这些必要的图形，牛顿就可以证明，利用运动三定律和他的引力方程，可以正确计算出行星运动的真实轨道。
即使有了确凿的数学证据，牛顿也只是在哈雷的要求和劝说下，才在1687年出版了《自然哲学与数学原理》。出版这本书的主要原因是罗伯特·胡克声称(错误地声称)他自己发现了运动的普遍规律。
《自然哲学和数学原理》已经成为科学史上备受推崇和经常使用的出版物。