素材 惯性概念的肇始和牛顿的综合
谈对惯性概念的认识
谈对惯性概念的认识摘要：惯性是当前物理学中的基本概念，也是当前物理学研究的重点。
惯性是物理学中出现最早，研究最多的概念，是多种物理学家进行研究与分析的过程。
这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析，通过多种试验与结论，使得企业物理学发展过程中有着不可替代的重大作用，是促进物理学重大进展的前提。
其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法的教益，是当前物理学研究的主要理论知识和未来研究的过程。
关键词：物理学；惯性；牛顿1 惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时，保持其原有运动状态的属性。
人们对于惯性这一认识有赖于惯性定律的建立，而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运动状态改变的认识，这一点在人类认识发展史上经历了漫长的岁月。
在人类历史上，早在两千多年前哲学家就对惯性进行严格的思考与讨论，并总结出其知道的意义，随着这个研究过程中存在着多数错误与不正确的说法，然而在当时的环境制约之下能够提出这种说法，无疑是一个巨大的变革、是人类思想上的一次解放过程。
认为圆周是完善的几何图形，圆周运动对于所有星体都是天然的，因而是自然运动；另外，地球上的物体都具有其天然位置，重物趋于向下，轻物趋于向上，如果没有其他物体阻碍，物体力图回到天然位置的运动也是自然运动；其他所有形式的运动则都是强制运动。
他还进而指出，关于物体的强制运动，只有在外力的不断作用下才能发生；当外力的作用停止时，运动也立即停止。
从这里可以看出亚里士多德肯定了两点：（1）自然运动不涉及曳力的问题，只有强制运动才存在力的问题；（2）力是物体强制运动的原因。
从今天来看，这显然是错误的，然而它束缚了人们近两千年。
2 惯性与能量对于惯性认识的一个重要进展是惯性与能量的关系。
能量是物理学里普遍关注的问题。
运动的物体有动能；相互作用的物体有势能，如重力势能、引力势能、电势能等等；其他还有热能等等。
在研究弹性变形体和流体的运动时，人们认识到经受应力的物体的势能分归属于物体的每一部分，而流体的输运则伴随有能量的传送。
牛顿第一定律的由来过程
牛顿第一定律的由来过程牛顿第一定律，即惯性定律，是牛顿力学三大基本定律之一，指出物体在没有受到外力的情况下，将保持匀速直线运动或静止状态。
这一定律的发现可以追溯到古希腊时期。
亚里士多德认为，物体想要保持在运动状态，必须不断受到推动它运动的力，因为物体必然是在某种介质中运动的，比如水、空气等等，而这种介质会让物体逐渐停止下来。
虽然亚里士多德的观点在当时被广为接受，但是随着科学的发展，人们开始质疑这个观点的正确性。
在16世纪初，意大利天文学家伽利略（Galileo）进行了一系列物理实验，证明物体在没有外力的情况下，可以保持匀速直线运动或静止状态。
其中最著名的实验是他在比萨斜塔上进行的，他从斜塔上同时丢下了两个不同重量的物体，观察它们同时着地的情况。
结果证明，两个物体的着地时间是相同的，这一结论打破了亚里士多德的说法。
伽利略的实验成果被很多科学家所接受，但是直到17世纪，英国科学家牛顿才将这一观察结果转化为定律的形式。
牛顿通过研究载着金属球的长绳落下的过程，发现了一些规律。
当球开始落下时，绳子很快最初的几个摆动，然后球的运动变得越来越缓慢。
牛顿意识到，这个过程可以理解为绳子阻止了球的运动，并且不断将球变向缓慢的速度。
但是，当绳子被放开时，球立即开始以相同速度向下自由掉落。
这个观察结果启发了牛顿，他认为，物体的运动状态受到外力的影响。
而如果没有外力的干扰，物体将继续保持原样的状态。
这就是牛顿第一定律的核心内容，也叫惯性定律。
由此，牛顿开创了经典力学的基础，这一定律称为牛顿运动定律的第一条。
总之，牛顿第一定律的发现是数百年来关于力学的长期研究成果的结晶，是很多科学家不断探索和实验的结果。
惯性定律的发现对我们认识自然界、改进技术手段有着卓越的贡献，是自然科学领域的一个重要里程碑。
惯性定律伽利略到牛顿的发现之旅
惯性定律伽利略到牛顿的发现之旅在物理学的发展历史上，惯性定律作为经典力学的基石之一，对我们理解物体运动及其行为有着重要的影响。
伽利略和牛顿两位科学家在惯性定律的发展历程中扮演了至关重要的角色，他们的研究不仅推动了自然科学的进步，也为后来的科学理论奠定了基础。
本文将详细探讨这段历史，揭示伽利略与牛顿如何独立地进行思考与实验，并最终形成了我们今天所理解的惯性定律。
伽利略时期的思考意大利科学家伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）生活在1564年至1642年期间，是文艺复兴时期重要的科学家之一。
他以卓越的观察能力和科学实验方法闻名于世。
在他的早期研究中，伽利略通过对物体运动的观察，质疑了当时普遍接受的亚里士多德关于运动的观念。
物体下落实验伽利略最为著名的实验之一是他关于物体下落的研究。
根据亚里士多德的理论，重物下落速度快于轻物。
伽利略通过自己搭建的斜面实验，发现无论物体重量如何，它们下落到地面所需时间相同。
他推翻了传统观点，通过实际观察和计算，他意识到，所有物体在自由下落过程中，其加速度相同且不受质量影响。
运动与惯性的关系伽利略进一步探讨了运动状态与惯性的关系。
他提出：如果没有外力作用，一个物体将保持其静止或匀速直线运动状态。
这是对惯性概念的初步理解，在当时是一个变革性的思想。
他采用斜面试验，观察小球顺着斜面滚动后，再沿着水平面继续滚动，发现小球在没有阻力影响的情况下可以持续运动。
惯性的定义初探通过这些实验，伽利略明确了惯性即物体维持其原有运动状态（无论是静止还是匀速直线运动）的特性。
他将这一观念与推理结合，在此基础上开始考虑力和加速度之间的关系。
然而，由于缺乏系统化的数学表达，他未能完全形成全面的理论模型。
牛顿时代的革新站在伽利略理论基础上的艾萨克·牛顿（Isaac Newton），于1642年出生于英格兰，并在17世纪末到18世纪初，通过一系列数学化的方法创新展示了力学理论，尤其是在惯性定律上的重大突破。
第一节牛顿第一定律及惯性
物体的惯性
由牛顿第一定律可知，只有在不为零的合外力作用下， 物体的运动状态才会发生改变。这说明任何物体都有保持原 来的静止或匀速直线运动状态的性质，物理学中把物体的这 种性质叫做惯性。因此牛顿第一定律又被称为惯性定律。 关于惯性： 1、惯性是物体的固有属性 ； 2、惯性大小由质量决定； 3、惯性大小意味的物体运动状态改变的难易程度
力是维持运动的原因
伽利略(Galileo,1564-1642)
在水平面上运动的物体所以 会停下来，是因为受到摩擦阻 力的缘故。
力不是维持运动的原因
伽利略理想实验 爱因斯坦：
什么是理 想实验？
伽利略的发现以及他所应用的 科学的推理方法是人类思想史 上的最伟大的发现之一，而且 标志着物理的真正开端。
笛卡儿(Descartes,1596-1650)
如果没有其他原因, 运动的物体将继续 以同一速度沿着一 条直线运动,既不 会停下来,也不会 偏离原来的方向.
牛顿 （Isaac Newton，1642-1727)
总结了17世纪以前的力学和天文 学研究成果,经过自己20多年的实验观 察和理论研究,创立了以三大运动定律 为基础的经典力学体系,为一个全新的 科学发明时代奠定了基础，为伟大的 工业革命铺平了道路。 这是人类认识自然的历史中第一 次理论大综合,它向人们宣示,世间万物 的运动、变化都是有规律可循的，从 而引发科学研究中寻找联系、发现规 律、提供统一解释的持久追求。
牛顿 （Isaac Newton，1642-1727)
牛顿第一定律：一切物体总保持
匀速直线运动状态或静止状态，直到 有外力迫使它改变这种状态为止。
验证牛顿第一定律：气垫导轨实验
理解：１、表明物体不受力（或所受合 外力为零）时的运动状态——静止和匀 速直线运动状态，即力不是维持物体运 动状态的原因； ２、表明物体受合外力不为零时， 运动状态将发生改变，即力是使物体运 动状态发生改变的原因。 （力是物体速 度改变的原因，力是产生加速度的原因）
惯性定律为什么是牛顿第一定律的别称
惯性定律为什么是牛顿第一定律的别称惯性定律为什么是牛顿第一定律的别称人类是如何认识惯性的，惯性定律为什么是牛顿第一定律的别称，而不是伽利略或笛卡儿所发现的？本文以史实为依据，对这一问题作初步阐述．古希腊的哲学家亚里士多德（公元前 384 — 322 年）在他所著《物理学》一书中认为：机械运动有自然运动和强迫运动，如马拉车行驶，奴隶曳船行驶，这些运动必须有推动者，即运动必须有外力维持，否则就归于静止．他认为“一切运动的物体必定受某物的驱动”．千百年来人们都相信亚里士多德的说法：外力是物体产生并维持运动的原因，亚里士多德根据对现象的观察、直觉推理方法得到结论的，他没想到用实验来验证，在他的思想中对惯性根本没有任何认识．比亚里士多德稍晚的古希腊的另一位哲学家伊壁鸠鲁（公元前 342 — 270 年）却提出了不同的看法，他说：“尽管原子在质量和形式上是那样的不同，然而它们却以同样的速度在虚空的空间中运动．”古罗马原子论者卢克莱修（公元前约 99 — 55 年）在《物性论》中说：“每样东西虽然重量不相等，都必定以同样的速度冲下，通过寂静的虚空运动．”他们两人的看法虽有惯性运动的见解，但仅仅是一种猜测和推理而已．我国远在春秋战国的“墨经”上已有惯性的论述．在春秋辛：“如果只是把它放在这个平面上不动，在这种情况下，该物体一点也不动，但是如果沿某个特定方向已经给了它一个初始冲力，那末就再不会有加速或减速的原因．”萨：“确实如此，但是如果没有引起圆球减速的原因，就更不会有使它停住不动的原因了，那末你说这个球会继续运动到多远．”萨：“如果这个空间是无限长的，那末在这个空间中的运动也同样会是无限的吗？也就是说，是永恒的吗？”辛：“我看是这样．”在这段对话中，伽利略通过理想实验，使亚里士多德的代言人不得不承认，一种非天然运动竟不需要外力，也能继续不断地运动下去．伽利略还在《关于动力学和局部运动这两种科学的对话》一书中写道：“我们可以进而提出任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度就可以保持不变，不过这是只能在水平面上发生的一种情形，因为在向下倾斜的平面上已经存在一种加速因素，而在向上倾斜的平面上则有一减速因素．由此可见在水平面上的运动是永久的，因为，如果速度是匀速的，它就不能减小或缓慢下来，更不会停止．”伽利略的这些叙述明确地提出了“惯性原理．”伽利略的惯性原理的结论是作了大量观察和实验推理得到的．因为任何实际运动是不可能把所有外界影响都消除掉的，所以单凭实际观察是不可能作出“维持运动不需外力”的结论，还必须运用推理，即对实际的运动加以理想化，正是根据理想的实验，伽利略得出了他的正确结论，把实验和理论分析相结合，从复杂的实际现象中抽象出最简单最本质的理想情况加以分析，从而得出对自然规律的正确认识，这是伽利略方法的突出特点，也是他能在科学上作出超越前人贡献的基本原因．对于这一点爱因斯坦曾说过：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端．”（《物理学的进化》第 3 页）他还说：“伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点，而用新的观点来代替它，这就是伽利略发现的重要意义．”（《物理学的进化》第 5 页）伽利略虽然发现了“惯性原理”，但他并没有完全摆脱亚里士多德的影响，尽管他明确地指出了在无摩擦无边际的水平平面上运动将是永恒的匀速直线运动，但在其他地方，特别是在较早出版的《对话》一书中，他却一再强调均匀圆运动才可能是天然的和永恒的．他说他同意亚里士多德的那些结论，承认世界上是一个具有三度空间的体系，因此是最完善的．由于世界是最完善的，它就必然是秩序井然的．“为了维持宇宙各部分的完善秩序，那就必需说运动的物体只能沿圆周运动，如果有什么不沿着圆周运动的物体，那它就必然是不动的．这就是说，只有静止和圆周运动适宜于维持秩序．”所以显然在这里伽利略所说的平面是指各部分和地心等距离的水平面而不是空间的一条直线．法国的哲学家笛卡儿（ 1596 — 1650 年）在阐明运动量守恒规律时提出：“运动的本质是，如果物体处在运动之中，那么如无其他原因的作用的话，它将继续以同一速度在同一直线方向上运动，既不停下来也不偏离原来的方向．”这为人们最终获得惯性定律搭好了跳板，在笛卡儿看来惯性是忍受外界作用的能力，但笛卡儿曾猜想惯性是可变的，即速度不同惯性也不同，这是他的失误．英国物理学家数学家、经典物理的奠基人牛顿（ 1642 —1727 年）在前人的研究基础上于 1687 年发表了历史巨著《自然哲学的数学原理》中对力学的几个基本概念下定义，其中定义 3 ：“物质的惰性力或固有力是一种反抗的能力，由于这种力，任何物体都要保持其静止的或匀速直线运动状态的现状．”对此定义牛顿又作了如下的说明：“由于物质的惰性，物体要脱离其静止状态或运动状态是困难的，基于这种考虑，这种表示惰性的力可以用一个最确切的名称，叫惯性力．”惯性作为一个物体在运动中表现出来的固有的或天然的属性名称一直沿用到今天，这是牛顿首先提出的．牛顿还认为：“这种力总是与具有该力的物体成正比．”这句话在现代教科书上通常写成：一个物体的质量是它的惯性大小的量度，质量大的物体惯性大．牛顿继续在“原理”中提出了运动三定律，冠以首位的是：定律 1 ：“每个物体都要继续保持它的静止状态或沿着笔直的直线和匀速运动的状态．除非对它施加外力，以迫使它改变这种状态．”这个定律揭示了任何物体都具有一种保持其原来运动状态的特性即惯性，当物体不受力时，它处于静止匀速直线运动状态，体现了它保持原来运动状态的特性，当物体受到外力作用时，惯性会对运动状态的改变进行反抗，这时这种特性就明显表示出来．所以惯性的正确认识和惯性定律的建立最终应该归于牛顿，因此牛顿第一定律又被称为惯性定律．牛顿第一定律（惯性定律）的建立，具有深刻的哲学意义，它告诉人们惯性是所有物体具有的本性，打破了地上运动和宇宙空间运动的人为界限，统一了宏观与微观的运动，并提出了处理任何运动的单一模式．由此出发可顺利研究物体运动状态改变的原因，它是第二、第三定律的基础．人类对于惯性的认识从亚里士多德到伽利略再一直至牛顿，经历了 2019 多年无数个有名无名的科学家的探索才逐渐趋向完美，而其中对伽利略的用理想实验的思想方法给人以深刻的启迪，这段历史对每个学习物理并愿通向成功之路者是最好的借鉴．。
惯性定律伽利略到牛顿的发现之旅
惯性定律伽利略到牛顿的发现之旅惯性定律是物理学中的基础定律之一，描述了物体在没有外力作用下保持匀速直线运动或静止的性质。
这一定律的揭示和演变经历了许多科学家的探索和思考，其中伽利略和牛顿是最为著名的代表。
本文将带领读者回顾惯性定律的发现历程，从伽利略的斜面实验到牛顿的三大运动定律，探讨这一物理学原理的起源与演变。
伽利略：斜面实验与匀速直线运动伽利略（Galileo Galilei，1564-1642）是意大利文艺复兴时期著名的物理学家、天文学家和数学家，被称为“现代科学之父”。
他在力学领域的贡献主要体现在对运动规律的研究上。
伽利略通过斜面实验探讨自由落体现象，揭示了相同高度下不同质量物体具有相同加速度的规律，为后来牛顿的重力理论奠定了基础。
根据伽利略的研究，物体在没有外力作用下会保持匀速直线运动或静止状态，这就是惯性定律最简单的表述。
当外力消失时，物体不会自发改变其运动状态，这种固有的运动状态被称为惯性。
伽利略开启了对自然界中运动规律探究的先河，为后来牛顿建立经典力学提供了思想基础。
牛顿：三大运动定律的确立伽利略提出的匀速直线运动规律为后世科学家提供了宝贵启示。
而在17世纪末，英国科学家艾萨克·牛顿（Isaac Newton，1643-1727）进一步总结、完善并系统化了力学领域的研究成果，提出了著名的三大运动定律。
第一定律：惯性定律试验牛顿第一定律也被称为惯性定律，它指出：物体要么静止，要么以恒定速度直线运动，除非受到外力作用。
这一定律进一步阐释了伽利略关于物体惯性运动状态的假设，确立了在没有外力作用时物体保持原有状态不变这一观念。
第二定律：运动与加速度牛顿第二定律则描述了物体受力情况下的运动状态：物体所受合外力等于其质量与加速度乘积。
简单来说，即F=ma，其中F代表合外力，m代表质量，a代表加速度。
这便是著名的牛顿第二定律公式。
第三定律：作用与反作用牛顿第三定律揭示了自然界中存在着“作用与反作用”的原理：任何一个物体施加在另一个物体上的力都会获得相等大小、方向相反的反作用力。
惯性与牛顿定律牛顿运动定律的演绎
惯性与牛顿定律牛顿运动定律的演绎惯性与牛顿定律——牛顿运动定律的演绎自古以来，人们一直致力于探索物体运动的规律。
在科学进步的推动下，牛顿定律被提出并广泛应用于力学领域。
本文将介绍牛顿运动定律的演绎过程，着重探讨惯性与牛顿定律的关系。
一、牛顿第一定律——惯性定律牛顿第一定律，也被称为惯性定律。
它表述了：物体在没有外力作用下，或者外力平衡的情况下，将继续保持静止或匀速直线运动的状态。
这个定律的提出，揭示了物体运动状态的特点和规律。
在牛顿之前，亚里士多德认为物体需要施加力才能一直保持运动，然而牛顿第一定律的提出完全颠覆了这个观点。
牛顿第一定律的演绎过程如下：首先假设存在一个完全没有外力作用的小球，其处于静止状态；然后，在这个静止的小球上施加一个恒力，小球将开始匀速直线运动；再进一步，将这个恒力改为零，我们发现小球将维持之前的匀速直线运动，直到受到其他力的作用才会改变运动状态。
这个演绎过程说明了物体在没有外力作用下仍保持原有状态的惯性特性。
二、牛顿第二定律——力的作用、质量与加速度的关系牛顿第二定律给出了力的作用与物体加速度之间的关系。
它表述了：物体所受合力等于物体质量与物体加速度的乘积。
简而言之，力和加速度成正比，质量和加速度成反比。
这个定律是我们理解力学现象的基础，也是牛顿运动定律的核心。
通过实验与观察，牛顿第二定律的演绎过程如下：首先设想有一个质量为m的物体受到一个力F的作用，在没有其他力的情况下，该物体将产生加速度a；然后，将质量固定为m，减小施加在物体上的力F，我们发现物体的加速度会变小；最后，将力F保持不变，而质量增加为2m时，物体的加速度也会减小一倍。
这个演绎过程说明了力、质量和加速度之间的关系，也即牛顿第二定律。
三、牛顿第三定律——作用与反作用牛顿第三定律也被称为作用与反作用定律。
它表述了：任何两个物体之间的作用力与反作用力大小相等、方向相反，且存在于同一直线上。
这个定律揭示了物体之间相互作用的特性，也成为了我们理解物体之间相互作用的重要基础。
2024年-牛顿第一定律和惯性PPT参考课件(精编)
*
巩固练习2：
对于牛顿第一定律的看法，下列观点正确的是( )
C
A．验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以牛顿第一定律是正确的
B．验证牛顿第一定律的实验做不出来，所以牛顿第一定律不能肯定是正确的
C．验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以经过在事实基础上，进一步科学推理得出牛顿第一定律
D．验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可以用实验来验证.
下列各问中的物体的惯性如何体现？ （1）静止在桌面上的书？ （2）正在以10m/s速度运动的汽车？ （3）一个正在加速的汽车，某时刻的速度是5m/s．
一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的一种属性。它的大小只与物体的质量有关,与所处状态无关。
一切物体：固体、液体、气体 任何情况下：与物体的运动状态无关,与物体是否受力无关,与物体的质量有关,质量大的物体惯性大。
伽利略
笛卡儿
推力撤掉，还要向前运 动
小球：静止——运动——静止。 两个过程中是否都有推力存在？在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？
物体的运动不需要力来维持
该实验是怎么样做的？ 器材： 相同条件： 不同条件：
*
*
讨论2：静止的物体有这种性质，运动的物体有这种性质吗？
用尺迅速打出下面的棋子，上面的棋子还保持静止状态，于是落在下方。
讨论1：你还能设计出哪些小实验来演示物体的这种性质？
运动的小车突然停止时，司机还要保持向前运动的状态，于是被冲出去了。
一切物体保持原来运动状态不变的性质，叫做惯性。（即静止或匀速直线运动状态）
5、惯性的利用和防止
3、惯性与惯性定律的区别： 惯性：物体的性质。 惯性定律：在不受力条件下，物体的运动规律。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时，保持其原有运动状态的属性。
人们对于惯性这一认识有赖于惯性定律的建立，而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运动状态改变的认识，这一点在人类认识发展史上经历了漫长的岁月。
在人类思想史上，两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响，然而他关于物理学的论述，许多都是错误的。
他把物体的运动分为自然运动和强制运动。
他认为圆周是完善的几何图形，圆周运动对于所有星体都是天然的，因而是自然运动；另外，地球上的物体都具有其天然位置，重物趋于向下，轻物趋于向上，如果没有其他物体阻碍，物体力图回到天然位置的运动也是自然运动；其他所有形式的运动则都是强制运动。
他还进而指出，关于物体的强制运动，只有在外力的不断作用下才能发生；当外力的作用停止时，运动也立即停止。
从这里可以看出亚里士多德肯定了两点：一，自然运动不涉及曳力的问题，只有强制运动才存在力的问题；二、力是物体强制运动的原因。
从今天来看，这显然是错误的，然而它束缚了人们近两千年。
从这种把物体的运动归结为外力作用的观念，可以提取出静止物体具有惯性的概念。
开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道；“天体有留在天空中任何地方的性质，除非它被拖曳着。
”“如果天体不赋有类似于重量的惯性，要使它运动就不需要力，最小的动力就足以使它有无限的速度，但由于天体公转需要用一定的时间，有的长些，有的短些，因此非常明显，物质必须具有能说明这些差别的惯性。
”“惯性，或对运动的阻力是物质的一种特性，在给定的体积中，物质的量愈多，惯性愈强。
”这大概是关于物体惯性的最早陈述。
可以看出开普勒所说的惯性是指静止物体的惯性，甚至他已经认识到物体的惯性与它的质量有关，然而他显然受到亚里士多德思想的束缚，不可能思考运动物体是否具有惯性的问题。
伽利略开创了实验和理性思维相结合的近代物理研究方法，并用于研究物体的运动。
他对于亚里士多德关于物体运动的粗糙的日常观察、抽象的猜测玄想和想当然的思辨推理十分不满，他通过科学实验和科学推理得到许多正确的结果，总结在他的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（1632年）和《关于力学和运动两门新科学的对话。
（1638年）中，其中一个重要的结果如下。
假设沿斜面AB落下的物体，以B点得到的速度沿另一斜面BC向上运动，则物体不受BC倾斜的影响仍将达到与A点相同的高度，只是需要的时间不同；当第二个斜面变成既不上升，亦不下降的水平面时，物体将一直以已获得的速度永远向前运动。
伽利略的思想无疑地比他的前辈前进了一大步，他认识到不受其他物体的作用，物体可以永恒地运动，这已经很接近惯性定律，但是伽利略还没有摆脱亚里士多德的影响，他所说的水平面是和地球同心的球面，也就是说，那种不受其他物体作用的物体的永恒运动是圆周运动，因此我们还不能说伽略发现了惯性定律。
最早清楚表述惯性定律并把它作为原理加以确定的是笛卡儿。
笛卡儿是唯理论哲学家，他试图建立起整个宇宙在内的各种自然现象都能从基本原理中推演出来的体系，惯性定律就是他的体系中的一条基本原理。
他在他的《哲学原理》（1644年）一书中把这条基本原理表述为两条定律：一、每一单独的物质微粒将继续保持同一状态，直到与其他微粒相碰被迫改变这一状态为止；二、所有的运动，其本身都是沿直线的。
然而笛卡儿没有建立起他试图建立的那种能演绎出各种自然现象的体系，其中许多是错误的，不过他的思想对牛顿的综合产生了一定的影响。
牛顿1661年进入剑桥大学学习亚里士多德的运动论，1664年他从事力学的研究，摆脱了亚里士多德的影响。
他继承了伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法，他也继承了笛卡儿的研究成果。
他深入地研究了碰撞问题、圆周运动以及行星运动等问题，澄清了动量概念和力的概念。
1687年出版著作《自然哲学的数学原理》，以“定义”和“公理，即运动定律”为基础建立起把天上的力学和地上的力学统一起来的力学体系。
惯性定律就是牛顿第一定律，表述为“所有物体始终保持静止或匀速直线运动状态，除非由于作用于它的力迫使它改变这种状态。
”惯性定律真正成为力学理论的出发点。
根据惯性定律，物体具有保持原有运动状态的属性，这种属性称为惯性。
不仅静止的物体具有惯性，运动的物体也具有惯性；物体惯性的大小用其质量大小来衡量。
至此，人们对于物体惯性的认识达到第一阶段比较完善的程度。
从此，人们对于运动中的种种惯性现象都能很好地理解；在实际中设计出种种利用惯性造福和防止惯性伤害的措施。
二、惯性与能量对于惯性认识的一个重要进展是惯性与能量的关系。
能量是物理学里普遍关注的问题。
运动的物体有动能；相互作用的物体有势能，如重力势能、引力势能、电势能等等；其他还有热能等等。
在研究弹性变形体和流体的运动时，人们认识到经受应力的物体的势能分归属于物体的每一部分，而流体的输运则伴随有能量的传送。
麦克斯韦电磁场理论建立和被赫兹电磁波实验证实之后，人们认识到电磁作用是通过场实现的，电磁场的实在性在认识上开始形成，场中不仅贮存有能量，能量的传送也是通过场来传输的，即存在能流：能流与场的动量联系在一起。
人们研究电子的运动，运动电子周围存在变化的电场，变化的电场又产生磁场，两者的共存又导致存在能流和动量，它们同电子的速度平行。
因此这一附加的动量意味着电子存在附加的惯性质量。
有一时期，甚至有人猜测可能电子的全部质量来源于电磁场。
这里第一次遇到电磁能量的惯性，提示了惯性与能量的联系。
1905年爱因斯坦发表狭义相对论，这是一个崭新的物理理论，它统一了力学理论和电磁学理论，带来了时空观的根本变革。
爱因斯坦随后证明质能关系，E=mc2，一定的质量对应于一定的能量，反之一定的能量对应一定的质量。
在这里，能量包括了能量的各种形式，突破了上面把某一种形式的能量与惯性联系起来的认识。
这样，惯性是能量的属性，能量具有惯性（质量），任何惯性质量都应归因于能量。
作为物理学基本概念和物质的量的质量概念退居次要的地位，如今在近代物理中能量、动量等概念要比质量、力等概念要重要得多。
能量具有惯性拓宽了对于惯性的认识，也拓宽了对于能量的认识。
它带来的重大实用价值就是核能的释放。
在裂变反应中，裂变产物的静质量小于裂变前物质的静质量，质量亏损释放出大量裂变能；在聚变反应中，聚变产物的静质量小于聚变前物质的静质量，质量亏损释放出大量的聚变能。
它也使得人们很好地认识许多物理现象，包括涉及物质的全部质量与能量转化的正反粒子对的产生和湮没过程。
三、牛顿的绝对空间和马赫原理让我们再回到惯性定律。
惯性定律是近代力学的基础。
作为基础性的定律是值得深思的。
显而易见，考查物体的运动离不开参考系。
惯性定律并非在任意的参考系中都成立。
惯性定律成立的参考系称为惯性系，凡是相对于惯性系作匀速直线运动的参考系也都是惯性系，惯性定律在其中都成立；而相对于惯性系作变速运动的参考系，惯性定律都不成立，它们就称为非惯性系。
在非惯性系中考查物体运动，牛顿第二定律也不成立。
为了在非惯性系中仍然保持牛顿第二定律的形式，除了物体之间实在的相互作用之外，还必须考虑一种与物体质量有关且与非惯性系相对于惯性系的加速度有关的力。
这个力因为与物体的惯性有关，故称为惯性力。
通常认为它不是物体之间实在的相互作用力，因而是“虚拟的”。
立刻产生一个问题，惯性系在哪里，或者什么样的参考系是惯性系？深入地研究发现，这在理论上和实践上都存在根本的困难。
首先，要问什么是惯性系，回答是惯性系就是惯性定律成立的参考系，那就是说，在这个参考系中一个不受外力作用的物体总是处于静止或匀速直线运动状态。
那么不受外力作用又是什么意思呢？这就是说，在惯性系中处于静止或匀速直线运动状态的物体是不受外力作用的。
这样就又回到什么是惯性系的问题。
这是一具逻辑循环，无助于解决什么样的参考系是惯性系的问题。
其次，在实践中地球是一个相当好的近似的惯性系，我们在观察实验室中的许多力学现象，都可以把地球看作惯性生活费，但是地球肖自转，并且绕着太阳在旋转，有一些力学现象显示出地球的这种转动效应，例如惯性离心力，科利奥莱力等，因此地球并不是严格的惯性系。
太阳及其邻近的恒星组成的参考系是比地球更好的惯性系。
进一步的研究表明太阳是银河系中的一颗普通恒星，它同其他银河系听恒星一起绕银心旋转，作变速运动，因而太阳参考系也不是严格的惯性系。
根据这种经验，我们可以取更大的天体系统的平均静止参考系以趋近严格的惯性系。
看来我们可以不断地趋近惯性系，但却不能找到严格的惯性系。
这样，我们有了支配物体运动的力学规律（牛顿定律）但是却无法确定牛顿定律成立的惯性系。
牛顿的力学理论如同建立在沙滩上的建筑物。
牛顿深知他的力学理论中的这一脆弱的根基。
他提出的解决办法是引入绝对空间。
他想信存在绝对空间，“绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的”，这样就可以在绝对空间里区别物体是处于静止、匀速运动还是变速运动，从而也就能够确定惯性系和非惯性系。
为了说明绝对空间和绝对运动的存在，他提出一个著名的“水桶实验”，其大意如下。
一个盛有一半水的桶挂在拧得很紧的绳子上，松开手后，桶和水的运动经历以下三种情形：（1）开始，桶在绳恢复原有状态的作用下快速旋转，由于水和桶的粘滞力很小，水尚未旋转起来，水面是平的；（2）在粘滞力长时间的作用下，水和桶一起旋转，水受到惯性离心力的作用向桶壁挤压，水面呈下凹形；（3）让桶突然静止，水仍在旋转，水面仍然是下凹。
牛顿分析以上实验结果认为，在（1）（3）两种情形，水对于桶都有相对运动，但前者水面是平的，而后者是下凹的，在（2）（3）两种情形，无论水对于桶是否有相对运动，水面都是下凹的，因此，水对于桶的相对运动不是水面下凹的原因，水面下凹的真正原因在于水在空间里作绝对转动，受到惯性离心力造成的。
这说明存在着可以观察出物体作绝对运动的绝对空间，加速度是绝对的。
牛顿的绝对空间和绝对运动继承了人们自古以来认为空间和时间物质及其运动相对独立而无论的直觉，被大多数人所接受，它还受到哲学家康德的支持，康德说过；“我们永远不能表象出没有空间，可是我们却很能设想空间中没有对象。
”但是牛顿的绝对空间和绝对运动受到他同时代人的批评，其中著名的有莱布尼兹和贝克莱，莱布尼兹认为那种与物质客体相分离的任何空间概念都是哲学上没有必要的，贝克莱则指出，认为空间是“一种永久的、自存的、无限的、不可分的、不可变的东西”“是有害的、荒谬的”，然而他们都未能提出任何观念，发展一种新的动力学理论来替代牛顿理论，不过他们的看起来十分挑剔的批评对后有着潜在的影响。
对牛顿绝对空间的第一个建设性批评来自两百年后奥地利的物理学家和哲学家马赫。