大學(xué)物理非慣性系慣性力

1、* 22 非慣性系非慣性系 慣性力慣性力第第2 2章章 運動定律與力學(xué)中的守恒定律運動定律與力學(xué)中的守恒定律11.1.在變速直線運動參考系中的慣性力在變速直線運動參考系中的慣性力定義：定義：對某一特定物體慣性定律成立的參考系叫做對某一特定物體慣性定律成立的參考系叫做慣性參考系慣性參考系. .相對慣性系作加速運動的參考系為非慣相對慣性系作加速運動的參考系為非慣性參考系性參考系 . .* 22 非慣性系非慣性系 慣性力慣性力第第2 2章章 運動定律與力學(xué)中的守恒定律運動定律與力學(xué)中的守恒定律2 慣性在非慣性系中慣性在非慣性系中的表現(xiàn)的表現(xiàn). 非慣性系中牛頓第二定律非慣性系中牛頓第二定律sFmama

2、 2)慣性力不是物體間的相互作用，不存在慣性力的慣性力不是物體間的相互作用，不存在慣性力的反作用力反作用力, 找不出它的施力物體找不出它的施力物體 3)在研究地面上物體的運動時，地球可近似地看成在研究地面上物體的運動時，地球可近似地看成是慣性參考系是慣性參考系 . . 注意注意1) 慣性力是引入的虛擬的力慣性力是引入的虛擬的力.sFma 慣 平動非慣性系中慣性力平動非慣性系中慣性力msasmaPNa* 22 非慣性系非慣性系 慣性力慣性力第第2 2章章 運動定律與力學(xué)中的守恒定律運動定律與力學(xué)中的守恒定律3 例例 動力擺可用來測定車輛的加速度動力擺可用來測定車輛的加速度. 一根質(zhì)量不一根質(zhì)量不

3、計的細棒一端固定在車廂的頂部計的細棒一端固定在車廂的頂部, 另一端系一小球另一端系一小球, 當(dāng)當(dāng)列車以加速度列車以加速度 a 行駛時行駛時, 細桿偏離豎直線成細桿偏離豎直線成 角角. 試求試求加速度加速度 a 與擺角與擺角 間的關(guān)系間的關(guān)系 . 解解 以車廂為參考系（非慣性系）小球處于平衡狀態(tài)以車廂為參考系（非慣性系）小球處于平衡狀態(tài).0iTFFmg分量式分量式0cosmgFT0sinmaFTggatan解得解得iFaTFP* 22 非慣性系非慣性系 慣性力慣性力第第2 2章章 運動定律與力學(xué)中的守恒定律運動定律與力學(xué)中的守恒定律42.在勻角速轉(zhuǎn)動的非慣性系中的慣性力在勻角速轉(zhuǎn)動的非慣性系中的

4、慣性力慣性離心力慣性離心力 如圖所示，在光滑水平圓盤上，用一輕彈簧栓一如圖所示，在光滑水平圓盤上，用一輕彈簧栓一小球，圓盤以角速小球，圓盤以角速 勻速轉(zhuǎn)動，這時彈簧被拉伸后而勻速轉(zhuǎn)動，這時彈簧被拉伸后而靜止。靜止。 地面觀察者：地面觀察者：小球受到彈性小球受到彈性力，且指向圓心，作圓周運動；力，且指向圓心，作圓周運動； 圓盤上觀察者：圓盤上觀察者：小球小球受到彈簧拉力，且指向受到彈簧拉力，且指向圓心，但小球仍處于靜圓心，但小球仍處于靜止狀態(tài)止狀態(tài)彈f*cfrormfc2ras2此時此時 * 22 非慣性系非慣性系 慣性力慣性力第第2 2章章 運動定律與力學(xué)中的守恒定律運動定律與力學(xué)中的守恒定律

5、5重力重力W W實際上應(yīng)是實際上應(yīng)是F F引引和和 * *c c的合力的合力WFf 引慣22cosWFmR 引地球自轉(zhuǎn)角速度很小地球自轉(zhuǎn)角速度很小527.3 10/24 3600rad s所以除精密計算外，通常把所以除精密計算外，通常把 視為物體的重力。視為物體的重力。F引* 22 非慣性系非慣性系 慣性力慣性力第第2 2章章 運動定律與力學(xué)中的守恒定律運動定律與力學(xué)中的守恒定律6 一圓盤繞鉛直軸以角速一圓盤繞鉛直軸以角速 轉(zhuǎn)動，盤心轉(zhuǎn)動，盤心有一光滑小孔，沿半徑方向有一光滑槽，有一光滑小孔，沿半徑方向有一光滑槽，槽中有一小球被穿過小孔的細線所控制，槽中有一小球被穿過小孔的細線所控制，使其只能沿槽做勻速運動，現(xiàn)小球沿槽以使其只能沿槽做勻速運動，現(xiàn)小球沿槽以 u 相相 向外運動。向外運動。u相 從圓盤上觀察，則小球僅有徑從圓盤上觀察，則小球僅有徑向勻速運動，即小球處于平衡態(tài)，向勻速運動，即小球處于平衡態(tài)，徑向：慣性離心力，牽引張力平衡；徑向：慣性離心力，牽引張力平衡；橫向