从牛顿第二定律到伯努利的F=ma

张鸯丽

(浙江省玉环中学 浙江 台州 317600)

姚珩

(闽南师范大学物理与信息工程学院 福建 漳州 363000)

经典物理学以经典力学为基础，经典力学则以牛顿的外力、第二定律为核心，但牛顿第二定律的数学表达式F=ma并非由牛顿本人所提出，然全世界的中学大学物理教科书都将牛顿第二定律写成F=ma，却都没有指出它的来源，容易给学生或教师误以为它就是牛顿写下来的；并且对该式到底是有关力的定义，还是定律，也模糊不清.那么牛顿第二运动定律的原意是什么？牛顿是如何看待“力”？明白这些问题，对经典力学的理解，教材掌握与教法呈现，将有所帮助.

1 牛顿之前的力概念——力、冲力、惯性力与离心力

对运动问题的探讨最早始于古希腊，他们认为物体下落是重物的本性，因任何变化皆有其目的，重物运动的目的便是朝向世界的中心——地心，此种运动称为自然运动.违反自然运动的称为受迫运动，如石头的上抛，这种运动必须要有推动者给予力，才能发生.因此，从最初运动问题便与力相关，力不是用来讨论物体的形变而生.

他们还认为推动者一定要靠接触，才能将力传递出去，为了要解决抛出石头后不必接触而能继续运动下去的困难，经过很长时间，直到中世纪晚期才有科学家提出：运动的物体可从推动者获取让它能维持运动下去的动力，此动力称为“冲力”.

17世纪初，笛卡尔保留了冲力的观点，并以“运动物体的力”来代表，提出：“每一物体，受其自身的力，将一直维持于相同的状态；……