经典力学体系的建立
牛顿对力学的研究与天文学的研究是紧密结合、齐头并进的。可以说，他对天文学的研究促进了他对力学的研究，而他对力学的研究也推动了对天文学的研究，两者交互作用的产生，便是由他建立起来的天体力学。如果说，万有引力定律的发现奠定了天体力学的基础的话，那么这块基石的支点之一便是力学。
在牛顿之前，比较全面地研究宏观物体运动的力学现象的代表人物是伽利略，伽利略虽然未能建立起完整的经典力学体系，可是他在受控实验基础上对惯性原理的表述，对抛物运动的分析，对落体定律的表述，以及由此形成的地面运动力学的基础，无疑是牛顿建立经典力学的基本前提。与此同时，刻卜勒的行星运动定律及其天体力学思想的胚胎，同样也是牛顿建立经典力学的基本前提。此外，笛卡尔和惠更斯等人对力学所作的积极贡献，也是牛顿建立经典力学的重要借鉴。
牛顿研究了伽利略、刻卜勒等人的力学成果，感觉到，他们俩人在力学中虽然取得了重要成就，而在对力学现象进行定性描述和定量分析时，却缺乏明确的力学范畴，即没有明确的力学概念。为此，牛顿首先在力学概念上进行了研究，较为明确地提出了质量、动量、外力等一套力学概念。
对于质量，牛顿吸取了化学家波义耳的质量概念。1660年，波义耳进行了关于气体容积与压力的关系实验时，曾从气体的密度引出质量概念。牛顿把这一概念引入力学中，指出质量是"用它的密度和体积一起来量度的"物质的量。
对于动量，牛顿以他的质量概念为基础。指出动量是"它的速度和质量一起来量度的"运动的量。
对于外力，牛顿吸取了当时静力学中外力的概念，特别是吸取了伽利略的惯性原理中的外力概念，指出外力是"一种为了改变一个物体的静止的或等速直线的运动状态而加于其上的作用力"。此外，牛顿还提出了惯性、向心力、加速度、相对运动、绝对运动等力学概念的明确定义。
在建立了质量、动量、外力等一套明确的力学概念以后，牛顿对客观力学现象进行了广泛的实验、观察与分析，在发现万有引力运动定律的过程中，同时发现了著名的牛顿力学三定律。
第一定律：在不受外力作用的条件下，任何物体都保持原有的静止或匀速直线运动状态。按照牛顿的本来表述是："每个物体继续保持其静止或沿一直线作等速运动的状态，除非有力加于其上迫使它改变这种状态"。因为这一定律是用来描述物体运动的惯性原理的，因此，这一定律也称为惯性定律。
第二定律：在外力作用下，"运动的改变和所加的动力成正比，并且发生在所加的力的那个直线方向上。"在一般情况下，也表述为：在外力作用下，物体的加速度与外力成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向在外力的作用方向上。其数学表达式为F=ma或a=F/m。其中F为外力，m为质量，a为加速度。
第三定律：作用力与反作用力大小相等、方向相反。按照牛顿本来的表述就是："每一个作用总是有一个相等的反作用和它相对抗；或者说，两物体彼此之间的相互作用永远相等，并且各自指向其对方。"其数字表达式为F＝－F。
在发现运动力学三定律的基础上，牛顿还从三大定律出发，作出了三大定律的一些推论，如关于一个物体同时受两个力作用时的运动方向与所需时间的推论，关于力的合作与分解的推论等。这样，牛顿就以他的力学概念、三大定律、基本推论为主要内容，实现了17世纪中期以前的力学的一次大综合，从而奠定了经典力学的理论基础。
力学三定律是一个整体，是经典力学的基础。第一定律从质的方面反应了物体惯性的本质，第二定律是从量的方面说明了作用力与物体之间的关系，第三定律揭示了机械运动的一个矛盾：作用力与反作用力。而惯性与力，是全部牛顿力学中的两个最基本的概念。
由于万有引力定律的发现，由于力学三大定律的发现，一个以宏观低速物理现象为研究对象的经典力学体系，也就由牛顿建立起来。
牛顿的经典力学成果，集中地反应在他的《自然哲学的数学原理》这一巨著中，全书共分三卷。其中第一卷和第二卷均为"论物体的运动"，讨论从天体力学到运动力学的一般力学规律问题，第三卷为"论宇宙的体系"，讨论行星、月球、慧星、潮汐和岁差等具体的天体力学问题。全书在1687年5月出版。按照自古希腊以后的传统涵义和当时语义内涵，所谓自然哲学，实际上指广义的自然科学。因此，所谓《自然哲学的数学原理》，实为《自然科学的数学原理》。牛顿在这一著作中所讨论的自然现象的普遍性，以及他所用的数学方法的严谨性，使这一著作无愧成为经典力学的奠基工作，经典力学体系由于此书的完成也就初步建立起来。
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