图4 阻力对运动的影响实验
三、惯性定律每个物体都保持静止或匀速直线运动的状态，除非有外力作用于它迫使他改变那个状态。这就是惯性定律。这个定义说明了物质具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，我们把物质的这个属性叫做惯性。所以这个定律被称为惯性定律，也叫做牛顿第一定律。惯性定律的现代表述：自由粒子永远保持静止或匀速直线运动的状态。
所谓的“自由粒子”，是不受任何相互作用的粒子（质点），它应该是完全孤立的，或者是宇宙中唯一的粒子。很显然这种粒子我们是无法找到的，或者说是不存在的。可是如果真的有这样一个粒子，因为找不到参照物来定义参考系，我们又怎么能确定它的运动状态呢?由此可见，惯性定律是不能直接用实验来严格验证的，它只是理想化抽象思维的产物。
图5 沿斜面运动物体受力分析
四、有限时空中的惯性状态——力的平衡如果有一个粒子距离其它粒子非常远，粒子间的相互作用力可以忽略，或者是其它粒子对它的作用力可以相互抵消，我们就可以把这个粒子看成是自由的。问题是，这种情况我们如何才能做得到呢？
但如果这个粒子可以在小范围的时空内，受到两个或者几个力的合力为零，就可以在小范围的时空内显示惯性状态，保持静止或匀速直线运动状态，我们把这种合外力为零的状态称作力平衡状态。在这种状态下，从力学分析的角度来说，粒子所受到的合外力为零。从运动学角度来说，它的速度为零或者为匀速直线运动状态。
图6 常见的几种力平衡状态
五、什么是惯性系为了克服上面混乱的说法，我这里给出惯性系的定义，即选择的参考系满足牛顿第一定律或适用牛顿运动定律（在相对论中，修正为麦克斯韦方程组和相对论力学在其中成立），这样的参考系称为惯性系。（这是我擅自给惯性系下的定义，有点自大了，各位小伙伴们勿怪啊。你们当它只是我的个人理解就好，仅供参考）
惯性定律保证了惯性系一定存在，然而真正的惯性系在哪呢？牛顿给出了一个原则性的标准，他认为存在着绝对的时间和空间，这就是我们需要的一个最基本的惯性系。然而在科学的历史上，众多科学家曾经尝试寻找这样的“绝对时空”，结果是都失败了，“绝对时空”并不存在。关于这个话题，我们留到今后探讨相对论的时候再谈。
图7 一枚硬币立在匀速直线运动的高铁列车内
六、介绍几种实用的惯性系1、地球。可以说地球是我们最常用的惯性系，因此有人称它为基本参考系。当年的伽利略和牛顿都是在地球上发现惯性定律的。由于，我们地球在绕日公转的同时，也在自转，所以我们的地球并不是一个真正的惯性系，但是，对于大多数精度要求不高的实验，这个精度是可以接受的。
2、太阳。以太阳为参照物的惯性系就是说，以太阳为原点，以太阳与其它恒星的连线为坐标轴的参考系。这个参考系是比地球参考系更好的实用惯性系。这是因为，距离太阳最近的其它恒星也在4光年以外。所以说，太阳参考系比地球参考系更好。不过，太阳参考系与惯性系相比也是有偏差的。这是因为，太阳受到银河系整个分布质量的作用，与银河系内其它星体一起绕银心转动。使用太阳参考系的时候，如果观察其它恒星运动，这个偏差就会显示出来。
