牛顿第一运动定律是物理学中最重要的规律之一，是经典力学的基石之一，它的发现具有划时代的意义.然而在讲授牛顿第一运动定律时，教师们发现有些问题解释起来有困难。
　　下面来看看这节课中的设计、实验、概念有何难理解之处.
　　1 惯性演示实验。
　　通过两个实验分别说明运动的物体和静止的物体都有惯性.第一个小实验，让小车和其上面的木块一同运动，为了明显，长方体小木块立在小车上，当小车遇到阻碍停止，木块向前倾倒，这就是由于木块具有惯性.第二个实验是把笔帽放在纸条上，迅速拉出纸条，而笔帽保持静止，这个实验学生要重复好几次才能成功.第二个实验会带来如下难题，为什么要迅速拉动纸条？更难的问题是为什么要通过拉纸条来显示木块具有惯性？不拉纸条时上面的笔帽本来就是静止的，难道不能说明它有惯性吗？如果能说明，拉动有什么意义？让我们来分析一下：纸条拉动越快，摩擦力给笔帽的冲量越小，笔帽动量变化也越小，越容易保持静止状态.为什么要通过拉动来显示惯性呢？这和人们的日常生活体验有关，生活中运动常常和力的作用是联系在一起的，而静止和没有力相联系，即人们日常经验和亚里士多德在二千多年前的结论相一致，也就说，如果不给笔帽施加任何影响的话，学生就会认为它静止原因完全是因为不受力的作用.所以要通过迅速拉动这样一个作用，来看看笔帽为什么仍保持静止，这时候就不能用不受力来说明，而要用惯性来解释，这也就是拉动的意义.对于静止牛顿是用惯性来解释的，亚里士多德是用不受力来解释的.在牛顿之前人们还没有惯性的概念.
　　2 伽利略的思想和理想实验。
　　在绝大多数教材中，学习牛顿第一运动定律前要先学习伽利略的思想和理想实验.伽利略所处的时代在文艺复兴的后期，人们的思想逐步解放，对前人的思想多有批判和质疑，伽利略通过实验和逻辑推理得出的结论推翻了亚里士多德关于运动需要力来维持的观点.伽利略的思想是让小球从一个斜面滚下来，然后从另一个斜面滚上去，来检验运动是否需要力来维持，这个实验是很容易观察到的.当另一个斜面变得越来越平缓直至最后成水平后，如果忽略摩擦的影响，小球因为到达不了原有的高度就会一直运动下去，而且是匀速的运动，这个运动很明显没有力来维持，值得关注的是在水平方向没有动力.可小球为什么会匀速运动呢？这个现象和人们的经验不一致，需要一个解释，如果把小球要寻找原有的高度作为理由显然是太主观化了，伽利略并没有发现使物体有保持这种运动状态不变的原因，但他的研究为牛顿的发现打开了一扇大门，也为后世的人们科学探索打开了一扇思想的大门，爱因斯坦在狭义相对论和广义相对论的研究中都用到了理想实验的思想，应该说它的源泉就在这里.伽利略的思想非常具有说服力，在真实实验基础上利用逻辑推理获得结论，这和伽利略之前的哲学家们用纯粹思辨的方法来获得结论的思想方法是很不一样的，最终这一思想把人们对运动的认识向更深的地方推进了一大步.物理学因为伽利略的实验思想而逐渐脱离了自然哲学走上独立发展的科学之路，其所采用的实证思想也是其它科学学习的典范，从伽利略开始，物理学的研究就常常以实验为基础，变成了一门实验学科，它和亚里士多德时代的物理学截然不同.
　　3 惯性、质量和力。
　　为什么要提出惯性这个概念？在伽利略理想实验中，从斜面滚下来的小球在光滑水平面上保持匀速直线运动，这个现象是合乎逻辑的，运动状态不变的原因既然不是外在的作用，原因必来自物体自身，把物体保持原有运动状态不变的性质看成是物体的一种性质，这个性质被称为惯性.性质是一种存在，是事物本质的反映.电阻是导体阻碍电流的一种性质，在温度低到一定程度时，这种性质会消失，但惯性这种性质是永恒存在的，惯性是物体的一种根本性质.光子的运动也是惯性的表现.在课堂上，有没有办法能把这种性质表现得更直观一些呢？通过物体间的相互作用才能更好的体现物体的这种性质.演示实验：对用等长细线悬挂的两个质量不同小球施加相同的水平力作用时，质量较小的小球摆动幅度大，表明状态易于改变，质量较大的小球摆动幅度小，表明状态较难改变.造成运动状态变化不同的原因不是水平力的作用，而是物体保持自身状态不变的能力不同，这个能力恰好是质量反映出来的，所以说质量大的小球惯性大.力是改变运动状态的原因，惯性是反抗状态改变的原因，这种改变与反抗的关系就像矛和盾的关系，力就是矛，惯性就是盾.力的定义不是这里讨论的重点，它是外在物体的改变运动状态的原因，但惯性即运动状态改变的反抗是通过质量表现出来的，把这种质量就叫惯性质量.从运动状态的变化之中人们不仅知道了惯性，对质量也有了更深刻的认识，这种质量与引力中所表现出来的质量是含义不同的.在人们的日常生活中，能经验到的是重量，而不是质量.应该说质量是牛顿定律所必须的概念，它是惯性的量度，而不是重量的量度，在牛顿之前“物质的量”即质量并没有得到公认，如果说对它还有点认识的话，那完全是从重量上来理解的，所以牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》中给出的第一个定义就是质量.在爱因斯坦的狭义相对论中，质量和能量又统一在了一起，在本质上是同一样东西，由于这一认识，人们对宇宙的构成以及它起源的认识也与前人有了很大的不同.对质量认识的深度也反映了人类对物质世界的认识深度，以及对宇宙起源的认识深度。
　　人们通常会把惯性看成是一种力，生活中的冲力就是惯性的表现，离心力也是惯性表现.牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中把惯性定义为：“惯性，或物质固有的力，是一种抵抗的现象，它存在于每一物体当中，大小与该物体相当，并尽量使其保持现有的状态，不论是静止状态，或是匀速直线运动状态.”惯性是以反抗力的形式表现出来的，力的作用之所以能加在物体之上就依赖这种反抗，否则真不好理解相互作用是如何发生的，光与其它物质的作用也是如此.所以牛顿也把惯性看成了物质“固有的力”，在非惯性参考系中，把惯性看成是一种“力”可以使问题变得容易理解.从中学课堂教学上来说，可以这样区别，力是物体间的相互作用，是一个物体施加给另一物体的作用，一个力必须有对应的施力物体，惯性明显不是别的物体施加的，也没有对应的施力物，所以它不是力.