运动图像让我们测出加速度，参考系让这个描述有明确的观察者。现在要寻找加速度的原因：物体之间的相互作用怎样改变运动？
1. Force
Force 力是物体间的相互作用，是矢量，单位 newton 牛顿 \(\mathrm N\)。它可以改变运动，也可以使物体形变。一个力必须有施力者和受力者；画受力图时，只保留作用在所选物体上的外力。
重力、电磁力可以隔着距离作用，支持力、摩擦、绳的拉力则通过接触传递。接触力的微观来源通常是物质中的电磁相互作用。多个力的效果由合力描述：\(\vec F_{\mathrm{net}}=\sum\vec F\)。先理解零合力意味着什么，再讨论非零合力。
2. Newton's first law
Newton's first law 牛顿第一定律说明：在惯性参考系中，若合外力为零，物体保持静止或匀速直线运动。
\[\sum\vec F=0\quad\Longrightarrow\quad \vec v=\text{constant}.\]
运动不需要持续的合力来“维持”。推行的物体停下，是因为摩擦等作用；若这些作用消失，它就继续以原速度运动。零合力也不意味着没有任何力，例如桌上的书有相互平衡的重力与支持力。
第一定律同时规定了惯性参考系的意义。若车突然加速，车内观察者看到不接触的物体向后偏移，不能直接把这个加速参考系当作惯性系来使用无修正的牛顿定律。
3. Newton's second law
Newton's second law 牛顿第二定律把合外力与运动变化定量联系起来。对于质量恒定的质点或系统，
\[\begin{gathered} \sum\vec F=m\vec a, \\ 1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg\,m/s^2}. \end{gathered}\]
每一个方向都满足自己的分量式，\(\sum F_x=ma_x\)、\(\sum F_y=ma_y\)。加速度与合力同向，与速度未必同向。力反向于速度时，物体可以先减速、再反向加速；并非立刻反向。
更一般地，对物质组成固定的系统，外力改变动量：\(\sum\vec F_{\mathrm{ext}}=d\vec p/dt\)。恒质量时退回 \(m\vec a\)。对进出物质的开放系统，还必须计入动量流，不能把某一团不断变质量的物体简单套进封闭系统公式。动量将在后面的单元展开；现在先看式子中质量的意义。
4. Mass
Mass 质量 \(m\) 衡量物体的惯性，单位 kilogram，\(\mathrm{kg}\)。同样的合力作用下，质量越大，加速度越小；质量是物体的属性，不是“重力的大小”。
质量与 weight 重力不同。地面附近 \(\vec F_g=m\vec g\)，重力随当地重力场变化，质量不随位置改变。天平比较质量，弹簧秤直接响应力；在加速电梯中读数的变化并不意味着人的质量改变。
既然力是相互作用，施力者也会受到受力者的作用。下一条定律描述这种配对，而不是另一种合力公式。
5. Newton's third law
Newton's third law 牛顿第三定律指出，同一次相互作用中，\(A\) 对 \(B\) 的力与 \(B\) 对 \(A\) 的力大小相等、方向相反：
\[\vec F_{A\to B}=-\vec F_{B\to A}.\]
这两个力作用在不同物体上，不能在单个物体的受力图中抵消。书的重力与桌面对书的支持力虽然可能等大反向，却不是第三定律的一对；书的重力配对的是书对地球的引力。
把两个物体一起选成系统时，它们之间的配对力成为内力，可以在系统总受力中相消。这为动量守恒埋下伏笔。下一课按你的受力分析顺序，从重力、支持力开始，逐渐搭建更复杂的情境。