大學(xué)物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律講解課件

1第2章牛頓運(yùn)動(dòng)定律

§1牛頓運(yùn)動(dòng)定律

§2常見(jiàn)力(自學(xué))§3牛頓定律的應(yīng)用

§4非慣性系中的慣性力1第2章牛頓運(yùn)動(dòng)定律2§1牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、牛頓第一定律二、牛頓第二定律三、牛頓第三定律2§1牛頓運(yùn)動(dòng)定律3一、牛頓第一定律內(nèi)容（略）重要概念

1.慣性

inertia

維持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的屬性(慣性定律)2.慣性系慣性定律在其中嚴(yán)格成立的參考系叫慣性參考系，簡(jiǎn)稱慣性系3一、牛頓第一定律(慣性定律)2.慣性系慣性定律在其中嚴(yán)格4最好的慣性系：FK4系是由1535個(gè)恒星平均靜止位形作為基準(zhǔn)的參考系

哪些參考系是慣性系呢？只能靠實(shí)驗(yàn)來(lái)確定相對(duì)已知慣性系勻速運(yùn)動(dòng)的參考系也是慣性系目前慣性系的認(rèn)識(shí)情況是稍好點(diǎn)的慣性系：太陽(yáng)一般工程上可用的慣性系地球(地心或地面)4最好的慣性系：FK4系是5二、牛頓第二定律定義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量：內(nèi)容：某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)受的合力為則，合力與動(dòng)量的變化率有關(guān)系：5二、牛頓第二定律定義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量：內(nèi)容：某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)受的合力為則6重要概念在慣性系中使用

慣性質(zhì)量(慣性的量度)在牛頓力學(xué)范圍內(nèi)由于質(zhì)量測(cè)量與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，所以常見(jiàn)到關(guān)系是：兩式統(tǒng)一的證明6重要概念慣性質(zhì)量(慣性的量度)在牛頓力學(xué)范圍內(nèi)由于質(zhì)量測(cè)7三、牛頓第三定律

內(nèi)容作用與反作用重要概念

施力與受力同時(shí)出現(xiàn)同時(shí)消失對(duì)參考系無(wú)特殊要求(由牛頓創(chuàng)造性發(fā)現(xiàn)的)§2常見(jiàn)力(自學(xué))7三、牛頓第三定律§2常見(jiàn)力(自學(xué))8牛頓力學(xué)的勝利

1978年發(fā)射空間飛船ISEE3，4年后經(jīng)37次點(diǎn)火和5次飛近太陽(yáng)而進(jìn)入了一個(gè)復(fù)雜的軌道。85年攔截了一個(gè)彗星，86年與哈雷慧星相遇。2012年返回。8牛頓力學(xué)的勝利1978年發(fā)射空間飛船ISEE3，9§3牛頓定律的應(yīng)用兩類問(wèn)題：已知運(yùn)動(dòng)求力已知力求運(yùn)動(dòng)橋梁是加速度解題步驟：確定對(duì)象分析運(yùn)動(dòng)畫隔離體受力圖列方程解方程9§3牛頓定律的應(yīng)用橋梁是加速度解題步驟：10例1考慮空氣阻力的落體運(yùn)動(dòng)（變力直角坐標(biāo)系）已知：>0求：解：第二步：列牛頓定律方程（原理式）第一步：畫質(zhì)點(diǎn)m的受力圖10例1考慮空氣阻力的落體運(yùn)動(dòng)（變力直角坐標(biāo)系）>0求：11第三步：解上述微分方程1.分離變量2.兩邊分別積分由#3.得解（同學(xué)自解）11第三步：解上述微分方程由#3.得解（同學(xué)自解）12例2單擺在垂直面內(nèi)擺動(dòng)（變力自然坐標(biāo)系）已知：水平

求:繩中的張力和加速度解：原理式運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系式12例2單擺在垂直面內(nèi)擺動(dòng)（變力自然坐標(biāo)系）水平求13得#13得#141）上述結(jié)果是普遍解適用于任意位置2）如特例：中學(xué)時(shí)會(huì)解牛頓定律機(jī)械能守恒討論141）上述結(jié)果是普遍解中學(xué)時(shí)會(huì)解討論15例3粗繩的張力（您知道：張力有個(gè)分布嗎？）拉緊的繩中任一截面兩側(cè)的兩部分之間的相互作用力稱該截面處的張力----彈性力如圖，質(zhì)量均勻分布的粗繩拉重物。已知：求：距頂端為米處繩中的張力15例3粗繩的張力（您知道：張力有個(gè)分布嗎？）已知：求：16解：對(duì)繩用牛頓第二定律若若繩的質(zhì)量忽略，則張力等于外力。已知：求：距頂端為x米處繩中的張力#16解：對(duì)繩用牛頓第二定律若若繩的質(zhì)量忽略，則張力等于外力。17例4絞盤可以使人通過(guò)繩子用很小的力拉住很大張力作用下的物體繩子與圓柱間的摩擦系數(shù)為繩子繞圓柱的張角為試求人拉繩子的力TB

靠靜摩擦實(shí)現(xiàn)用小力拉大力。繩子質(zhì)量不能忽略不同質(zhì)量處張力不同質(zhì)量連續(xù)體怎么使用牛頓第二定律？分解成許多質(zhì)量元，對(duì)每個(gè)質(zhì)量元分別使用定律。設(shè)繩子承受的巨大拉力TA分析：17例4絞盤可以使人通過(guò)繩子用很小的力拉住很大張力作用下的18解：任取一質(zhì)量元dm化簡(jiǎn)18解：任取一質(zhì)量元dm化簡(jiǎn)19分離變量分別積分結(jié)果討論#19分離變量分別積分結(jié)果討論#20如用絞盤制動(dòng)一個(gè)待下水的船無(wú)絞盤噸力在座的哪個(gè)人行？哪個(gè)人都不行！有絞盤噸力在座的哪個(gè)人都行！20如用絞盤制動(dòng)一個(gè)待下水的船無(wú)絞盤噸力在座的哪個(gè)人行21§4非慣性系中的慣性力

一、問(wèn)題的提出

二、平動(dòng)加速參考系的(平移)慣性力三、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系

21§4非慣性系中的慣性力22

一、問(wèn)題的提出我們知牛頓第二定律必須在慣性系中使用；又知牛頓定律是質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的基礎(chǔ)定律。但有些實(shí)際問(wèn)題只能在非慣性系中解決，怎么方便地使用牛頓第二定律？

辦法是：在分析受力時(shí)，只需加上某種

“虛擬”的力（稱為慣性力）就可在非慣性系中使用牛頓第二定律的形式22一、問(wèn)題的提出23二、平動(dòng)加速參考系的(平移)慣性力地面火車設(shè)：地面參考系為慣性系火車參考系相對(duì)地面參考系加速平動(dòng)加速度為質(zhì)點(diǎn)在火車參考系中運(yùn)動(dòng)的加速度為23二、平動(dòng)加速參考系的(平移)慣性力地面火車設(shè)：地面參考系24在地面參考系中可使用牛頓第二定律（1）在火車參考系中形式上使用牛頓第二定律（2）變形地面火車24在地面參考系中可使用牛頓第二定律（1）在火車參考系中形式25分析：1.我們認(rèn)識(shí)的牛頓第二定律形式：左邊是合力右邊是質(zhì)量乘加速度

合力是相互作用力之和2.非慣性系中“合力”=相互作用力之和+3.在非慣性系中牛頓第二定律的形式為25分析：1.我們認(rèn)識(shí)的牛頓第二定律形式：3.在非慣性系中26就是慣性力因?yàn)槭窃谄揭品菓T性系中引進(jìn)的慣性力，所以叫平移慣性力3.在非慣性系中牛頓第二定律的形式為式中相互作用，慣性力是參考系加速運(yùn)動(dòng)引起的附加力，本質(zhì)上是物體慣性的體現(xiàn)。它不是物體間的沒(méi)有反作用力，但有真實(shí)的效果。26就是慣性力因?yàn)槭窃谄揭品菓T性系中引進(jìn)的慣性力，3.在非慣27二戰(zhàn)中的小故事：美Tinosa號(hào)潛艇攜帶16枚魚雷離敵艦4000碼發(fā)射4枚斜向攻擊使敵艦停航離敵艦875碼垂直攻擊發(fā)射11枚均未爆炸！在太平洋敵艦體分析：Fi垂直、近距慣性力大摩擦力大a0撞針滑塊雷管導(dǎo)板魚雷S′您能改進(jìn)嗎？27二戰(zhàn)中的小故事：美Tinosa號(hào)潛艇攜帶16枚魚雷離敵28例1如圖m與M保持接觸各接觸面處處光滑求：m下滑過(guò)程中，相對(duì)M的加速度amM解：畫隔離體受力圖M相對(duì)地面加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)加速度設(shè)為以M為參考系畫m

的受力圖以地面為參考系畫M的受力圖28例1如圖m與M保持接觸各接觸面處處光滑求29以地面為參考系對(duì)M列方程以M為參考系（非慣性系）對(duì)m列方程結(jié)果為：#29以地面為參考系對(duì)M列方程以M為參考系（非慣性系）對(duì)m30例2平移慣性力在地球上的效應(yīng)實(shí)際上地球是一個(gè)非慣性系慣性力必然有實(shí)際的效應(yīng)。

太陽(yáng)引力失重和潮汐現(xiàn)象都是平移慣性力在非慣性系中的實(shí)際效應(yīng)。30例2平移慣性力在地球上的效應(yīng)31將地心看做非慣性系，任何質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)受的平移慣性力為將太陽(yáng)看做慣性系，地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)加速度為：1.太陽(yáng)引力失重31將地心看做非慣性系，將太陽(yáng)看做慣性系，地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)加32同時(shí)物體還受到太陽(yáng)的引力在非慣性系中牛頓定律方程形式為：通過(guò)上述分析知，在考慮地心參考系是個(gè)非慣性系的情況下，在地心參考系中，質(zhì)點(diǎn)的慣性力與太陽(yáng)引力抵消，稱為太陽(yáng)引力失重32同時(shí)物體還受到太陽(yáng)的引力在非慣性系中牛頓定律方程形式為：331）慣性力可以抵消引力－－太陽(yáng)引力失重說(shuō)明加速效應(yīng)與引力效應(yīng)相當(dāng)（愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論的基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)之一）2）驗(yàn)證慣性定律的參考系在哪？太空中的太陽(yáng)引力失重的參考系（廣義相對(duì)論定義的局域慣性系）討論331）慣性力可以抵消引力－－太陽(yáng)引力失重討論34在飛船中可驗(yàn)證慣性定律宇航員將水果擺放在立圓的圓周上，不受力，維持圖形不變34在飛船中可驗(yàn)證慣性定律宇航員將水果擺放在立圓的圓周上35

飛船中驗(yàn)證了慣性定律（真正驗(yàn)證慣性定律的參考系恰恰是相對(duì)牛頓慣性系的加速系，認(rèn)識(shí)上的飛躍）35飛船中驗(yàn)證了慣性定律36漲潮和退潮2.潮汐現(xiàn)象利用平移慣性力可解釋潮汐現(xiàn)象36漲潮和退潮2.潮37解釋：在地球上分析：海水除了受太陽(yáng)(月亮)的引力外，還需考慮地球是個(gè)非慣性系的慣性力。在質(zhì)量較大的運(yùn)動(dòng)空間中，由于太陽(yáng)（月球）引力強(qiáng)度不同（存在引力梯度）從而質(zhì)點(diǎn)的‘合力’不同，整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系就會(huì)發(fā)生形變。以太陽(yáng)引力變化為例圖示定性說(shuō)明假設(shè)平移慣性力強(qiáng)度處處相等。37解釋：38注意：平移慣性力為太陽(yáng)引力在質(zhì)點(diǎn)與太陽(yáng)的連線方向示意地球表面海水形狀38注意：平移慣性力為太陽(yáng)引力在質(zhì)點(diǎn)與太陽(yáng)的連線方向示意地球393940地球月亮漲潮落潮月球?qū)Φ孛嫔虾Ｋ囊绷β涑睗q潮月月日地地大潮小潮大潮與小潮日引潮力常觸發(fā)地震地震常發(fā)生于陰歷初一、十五附近（大潮期），如：76.陰7.2,唐山93.陰8.15,印度95.陰12.17,神戶40地球月亮漲潮落潮月球?qū)Φ孛嫔虾Ｋ囊绷β涑睗q潮月月日地41▲固體潮（形變）：月變形滯后,造成地球?qū)υ虑蛞?阻止月球自轉(zhuǎn)··地球●使月球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期最終達(dá)到一致。影響：●使地球自轉(zhuǎn)變慢，一天的時(shí)間就長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)的時(shí)間近似不變，一年的天數(shù)就多了。由植物年輪，珊瑚和牡蠣化石生長(zhǎng)線判斷：3億年前，一年約400天?！袷菇咏笮求w的小星體被引潮力撕碎。如SL─9慧星被木星引潮力撕碎（1992）。41▲固體潮（形變）：月變形滯后,造成地··地球●使月球自轉(zhuǎn)42三、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系慣性離心力科里奧利力1.離心力inertialcentrifugalforce在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的參考系上考察一個(gè)靜止物體則物體的慣性離心力為演示（電影）慣性力1，2轉(zhuǎn)盤相對(duì)慣性系的加速度是42三、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系慣性離心力科里奧利力則物體的慣432.科里奧利力Coriolisforce

相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)參考系運(yùn)動(dòng)的物體，除受到離心力外，還受到一個(gè)力，稱科里奧利力。表達(dá)式為：推導(dǎo)見(jiàn)后432.科里奧利力Coriolisforc441、科里奧利力的特征1）與相對(duì)速度成正比只有在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中運(yùn)動(dòng)時(shí)才出現(xiàn)2）與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度一次方成正比當(dāng)角速度較小時(shí)，科氏力比慣性離心力更重要3）科氏力方向垂直相對(duì)速度該力不會(huì)改變相對(duì)速度的大小4）科氏力在地球上的表現(xiàn)討論科氏力：441、科里奧利力的特征討論科氏力：45北半球的河流水流的右側(cè)被沖刷較重落體向東偏斜付科擺擺動(dòng)平面偏轉(zhuǎn)證明地球的自轉(zhuǎn)北半球的科氏力信風(fēng)的形成旋風(fēng)的形成信風(fēng)用透明膠帶模擬球狀演示給學(xué)生看45北半球的河流水流的右側(cè)被沖刷較重落體向東偏斜付科擺46

赤道附近的信風(fēng)

(北半球東北，南半球東南)46赤道附近的信風(fēng)47傅科擺▲傅科擺擺錘28kg，擺平面轉(zhuǎn)動(dòng)）頂視11223擺平面轉(zhuǎn)動(dòng)周期北京，巴黎，這是在地球上驗(yàn)證地球轉(zhuǎn)動(dòng)的著名的實(shí)驗(yàn)。（傅科，1851，巴黎偉人祠，擺長(zhǎng)67m，地球擺實(shí)物演示科氏力47傅科擺▲傅科擺擺錘28kg，擺平面轉(zhuǎn)動(dòng)）頂視112248附：科里奧利力簡(jiǎn)單推導(dǎo)·rmω=const.S′SO光滑凹槽●如圖，質(zhì)點(diǎn)m在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系（設(shè)為S'系）中沿一光滑凹槽運(yùn)動(dòng)，速度為我們以特例推導(dǎo)，然后給出一般表達(dá)式。48附：科里奧利力簡(jiǎn)單推導(dǎo)·rmω=const.S′SO光滑49在慣性系（地面）S：在非慣性系（圓盤）S′：向心加速度，·rmω=const.S′SO光滑凹槽●49在慣性系（地面）S：在非慣性系（圓盤）S′：向心加速度，50轉(zhuǎn)換到非慣性系（圓盤）S′中使用：將慣性系（地面S）中的牛二定律式分析：---慣性離心力----科里奧利力慣性力50轉(zhuǎn)換到非慣性系（圓盤）S′中使用：將慣性系（地面S）中的51角速度矢量方向：四指繞物體旋轉(zhuǎn)方向，拇指的指向就是角速度的方向。推廣到一般表示式：首先引入角速度矢量科氏力：在非慣性系中牛二的形式右手螺旋51角速度矢量方向：推廣到一般表示式：科氏力：在非慣性系中牛52慣性力：則有：在非慣性系中，只要在受力分析時(shí)加上慣性力后，就可形式上使用牛頓定律。一般表示式：第2章結(jié)束52慣性力：則有：在非慣性系中，只要在受力分析時(shí)加上慣性力53第2章牛頓運(yùn)動(dòng)定律

§1牛頓運(yùn)動(dòng)定律

§2常見(jiàn)力(自學(xué))§3牛頓定律的應(yīng)用

§4非慣性系中的慣性力1第2章牛頓運(yùn)動(dòng)定律54§1牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、牛頓第一定律二、牛頓第二定律三、牛頓第三定律2§1牛頓運(yùn)動(dòng)定律55一、牛頓第一定律內(nèi)容（略）重要概念

1.慣性

inertia

維持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的屬性(慣性定律)2.慣性系慣性定律在其中嚴(yán)格成立的參考系叫慣性參考系，簡(jiǎn)稱慣性系3一、牛頓第一定律(慣性定律)2.慣性系慣性定律在其中嚴(yán)格56最好的慣性系：FK4系是由1535個(gè)恒星平均靜止位形作為基準(zhǔn)的參考系

哪些參考系是慣性系呢？只能靠實(shí)驗(yàn)來(lái)確定相對(duì)已知慣性系勻速運(yùn)動(dòng)的參考系也是慣性系目前慣性系的認(rèn)識(shí)情況是稍好點(diǎn)的慣性系：太陽(yáng)一般工程上可用的慣性系地球(地心或地面)4最好的慣性系：FK4系是57二、牛頓第二定律定義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量：內(nèi)容：某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)受的合力為則，合力與動(dòng)量的變化率有關(guān)系：5二、牛頓第二定律定義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量：內(nèi)容：某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)受的合力為則58重要概念在慣性系中使用

慣性質(zhì)量(慣性的量度)在牛頓力學(xué)范圍內(nèi)由于質(zhì)量測(cè)量與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，所以常見(jiàn)到關(guān)系是：兩式統(tǒng)一的證明6重要概念慣性質(zhì)量(慣性的量度)在牛頓力學(xué)范圍內(nèi)由于質(zhì)量測(cè)59三、牛頓第三定律

內(nèi)容作用與反作用重要概念

施力與受力同時(shí)出現(xiàn)同時(shí)消失對(duì)參考系無(wú)特殊要求(由牛頓創(chuàng)造性發(fā)現(xiàn)的)§2常見(jiàn)力(自學(xué))7三、牛頓第三定律§2常見(jiàn)力(自學(xué))60牛頓力學(xué)的勝利

1978年發(fā)射空間飛船ISEE3，4年后經(jīng)37次點(diǎn)火和5次飛近太陽(yáng)而進(jìn)入了一個(gè)復(fù)雜的軌道。85年攔截了一個(gè)彗星，86年與哈雷慧星相遇。2012年返回。8牛頓力學(xué)的勝利1978年發(fā)射空間飛船ISEE3，61§3牛頓定律的應(yīng)用兩類問(wèn)題：已知運(yùn)動(dòng)求力已知力求運(yùn)動(dòng)橋梁是加速度解題步驟：確定對(duì)象分析運(yùn)動(dòng)畫隔離體受力圖列方程解方程9§3牛頓定律的應(yīng)用橋梁是加速度解題步驟：62例1考慮空氣阻力的落體運(yùn)動(dòng)（變力直角坐標(biāo)系）已知：>0求：解：第二步：列牛頓定律方程（原理式）第一步：畫質(zhì)點(diǎn)m的受力圖10例1考慮空氣阻力的落體運(yùn)動(dòng)（變力直角坐標(biāo)系）>0求：63第三步：解上述微分方程1.分離變量2.兩邊分別積分由#3.得解（同學(xué)自解）11第三步：解上述微分方程由#3.得解（同學(xué)自解）64例2單擺在垂直面內(nèi)擺動(dòng)（變力自然坐標(biāo)系）已知：水平

求:繩中的張力和加速度解：原理式運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系式12例2單擺在垂直面內(nèi)擺動(dòng)（變力自然坐標(biāo)系）水平求65得#13得#661）上述結(jié)果是普遍解適用于任意位置2）如特例：中學(xué)時(shí)會(huì)解牛頓定律機(jī)械能守恒討論141）上述結(jié)果是普遍解中學(xué)時(shí)會(huì)解討論67例3粗繩的張力（您知道：張力有個(gè)分布嗎？）拉緊的繩中任一截面兩側(cè)的兩部分之間的相互作用力稱該截面處的張力----彈性力如圖，質(zhì)量均勻分布的粗繩拉重物。已知：求：距頂端為米處繩中的張力15例3粗繩的張力（您知道：張力有個(gè)分布嗎？）已知：求：68解：對(duì)繩用牛頓第二定律若若繩的質(zhì)量忽略，則張力等于外力。已知：求：距頂端為x米處繩中的張力#16解：對(duì)繩用牛頓第二定律若若繩的質(zhì)量忽略，則張力等于外力。69例4絞盤可以使人通過(guò)繩子用很小的力拉住很大張力作用下的物體繩子與圓柱間的摩擦系數(shù)為繩子繞圓柱的張角為試求人拉繩子的力TB

靠靜摩擦實(shí)現(xiàn)用小力拉大力。繩子質(zhì)量不能忽略不同質(zhì)量處張力不同質(zhì)量連續(xù)體怎么使用牛頓第二定律？分解成許多質(zhì)量元，對(duì)每個(gè)質(zhì)量元分別使用定律。設(shè)繩子承受的巨大拉力TA分析：17例4絞盤可以使人通過(guò)繩子用很小的力拉住很大張力作用下的70解：任取一質(zhì)量元dm化簡(jiǎn)18解：任取一質(zhì)量元dm化簡(jiǎn)71分離變量分別積分結(jié)果討論#19分離變量分別積分結(jié)果討論#72如用絞盤制動(dòng)一個(gè)待下水的船無(wú)絞盤噸力在座的哪個(gè)人行？哪個(gè)人都不行！有絞盤噸力在座的哪個(gè)人都行！20如用絞盤制動(dòng)一個(gè)待下水的船無(wú)絞盤噸力在座的哪個(gè)人行73§4非慣性系中的慣性力

一、問(wèn)題的提出

二、平動(dòng)加速參考系的(平移)慣性力三、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系

21§4非慣性系中的慣性力74

一、問(wèn)題的提出我們知牛頓第二定律必須在慣性系中使用；又知牛頓定律是質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的基礎(chǔ)定律。但有些實(shí)際問(wèn)題只能在非慣性系中解決，怎么方便地使用牛頓第二定律？

辦法是：在分析受力時(shí)，只需加上某種

“虛擬”的力（稱為慣性力）就可在非慣性系中使用牛頓第二定律的形式22一、問(wèn)題的提出75二、平動(dòng)加速參考系的(平移)慣性力地面火車設(shè)：地面參考系為慣性系火車參考系相對(duì)地面參考系加速平動(dòng)加速度為質(zhì)點(diǎn)在火車參考系中運(yùn)動(dòng)的加速度為23二、平動(dòng)加速參考系的(平移)慣性力地面火車設(shè)：地面參考系76在地面參考系中可使用牛頓第二定律（1）在火車參考系中形式上使用牛頓第二定律（2）變形地面火車24在地面參考系中可使用牛頓第二定律（1）在火車參考系中形式77分析：1.我們認(rèn)識(shí)的牛頓第二定律形式：左邊是合力右邊是質(zhì)量乘加速度

合力是相互作用力之和2.非慣性系中“合力”=相互作用力之和+3.在非慣性系中牛頓第二定律的形式為25分析：1.我們認(rèn)識(shí)的牛頓第二定律形式：3.在非慣性系中78就是慣性力因?yàn)槭窃谄揭品菓T性系中引進(jìn)的慣性力，所以叫平移慣性力3.在非慣性系中牛頓第二定律的形式為式中相互作用，慣性力是參考系加速運(yùn)動(dòng)引起的附加力，本質(zhì)上是物體慣性的體現(xiàn)。它不是物體間的沒(méi)有反作用力，但有真實(shí)的效果。26就是慣性力因?yàn)槭窃谄揭品菓T性系中引進(jìn)的慣性力，3.在非慣79二戰(zhàn)中的小故事：美Tinosa號(hào)潛艇攜帶16枚魚雷離敵艦4000碼發(fā)射4枚斜向攻擊使敵艦停航離敵艦875碼垂直攻擊發(fā)射11枚均未爆炸！在太平洋敵艦體分析：Fi垂直、近距慣性力大摩擦力大a0撞針滑塊雷管導(dǎo)板魚雷S′您能改進(jìn)嗎？27二戰(zhàn)中的小故事：美Tinosa號(hào)潛艇攜帶16枚魚雷離敵80例1如圖m與M保持接觸各接觸面處處光滑求：m下滑過(guò)程中，相對(duì)M的加速度amM解：畫隔離體受力圖M相對(duì)地面加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)加速度設(shè)為以M為參考系畫m

的受力圖以地面為參考系畫M的受力圖28例1如圖m與M保持接觸各接觸面處處光滑求81以地面為參考系對(duì)M列方程以M為參考系（非慣性系）對(duì)m列方程結(jié)果為：#29以地面為參考系對(duì)M列方程以M為參考系（非慣性系）對(duì)m82例2平移慣性力在地球上的效應(yīng)實(shí)際上地球是一個(gè)非慣性系慣性力必然有實(shí)際的效應(yīng)。

太陽(yáng)引力失重和潮汐現(xiàn)象都是平移慣性力在非慣性系中的實(shí)際效應(yīng)。30例2平移慣性力在地球上的效應(yīng)83將地心看做非慣性系，任何質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)受的平移慣性力為將太陽(yáng)看做慣性系，地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)加速度為：1.太陽(yáng)引力失重31將地心看做非慣性系，將太陽(yáng)看做慣性系，地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)加84同時(shí)物體還受到太陽(yáng)的引力在非慣性系中牛頓定律方程形式為：通過(guò)上述分析知，在考慮地心參考系是個(gè)非慣性系的情況下，在地心參考系中，質(zhì)點(diǎn)的慣性力與太陽(yáng)引力抵消，稱為太陽(yáng)引力失重32同時(shí)物體還受到太陽(yáng)的引力在非慣性系中牛頓定律方程形式為：851）慣性力可以抵消引力－－太陽(yáng)引力失重說(shuō)明加速效應(yīng)與引力效應(yīng)相當(dāng)（愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論的基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)之一）2）驗(yàn)證慣性定律的參考系在哪？太空中的太陽(yáng)引力失重的參考系（廣義相對(duì)論定義的局域慣性系）討論331）慣性力可以抵消引力－－太陽(yáng)引力失重討論86在飛船中可驗(yàn)證慣性定律宇航員將水果擺放在立圓的圓周上，不受力，維持圖形不變34在飛船中可驗(yàn)證慣性定律宇航員將水果擺放在立圓的圓周上87

飛船中驗(yàn)證了慣性定律（真正驗(yàn)證慣性定律的參考系恰恰是相對(duì)牛頓慣性系的加速系，認(rèn)識(shí)上的飛躍）35飛船中驗(yàn)證了慣性定律88漲潮和退潮2.潮汐現(xiàn)象利用平移慣性力可解釋潮汐現(xiàn)象36漲潮和退潮2.潮89解釋：在地球上分析：海水除了受太陽(yáng)(月亮)的引力外，還需考慮地球是個(gè)非慣性系的慣性力。在質(zhì)量較大的運(yùn)動(dòng)空間中，由于太陽(yáng)（月球）引力強(qiáng)度不同（存在引力梯度）從而質(zhì)點(diǎn)的‘合力’不同，整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系就會(huì)發(fā)生形變。以太陽(yáng)引力變化為例圖示定性說(shuō)明假設(shè)平移慣性力強(qiáng)度處處相等。37解釋：90注意：平移慣性力為太陽(yáng)引力在質(zhì)點(diǎn)與太陽(yáng)的連線方向示意地球表面海水形狀38注意：平移慣性力為太陽(yáng)引力在質(zhì)點(diǎn)與太陽(yáng)的連線方向示意地球913992地球月亮漲潮落潮月球?qū)Φ孛嫔虾Ｋ囊绷β涑睗q潮月月日地地大潮小潮大潮與小潮日引潮力常觸發(fā)地震地震常發(fā)生于陰歷初一、十五附近（大潮期），如：76.陰7.2,唐山93.陰8.15,印度95.陰12.17,神戶40地球月亮漲潮落潮月球?qū)Φ孛嫔虾Ｋ囊绷β涑睗q潮月月日地93▲固體潮（形變）：月變形滯后,造成地球?qū)υ虑蛞?阻止月球自轉(zhuǎn)··地球●使月球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期最終達(dá)到一致。影響：●使地球自轉(zhuǎn)變慢，一天的時(shí)間就長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)的時(shí)間近似不變，一年的天數(shù)就多了。由植物年輪，珊瑚和牡蠣化石生長(zhǎng)線判斷：3億年前，一年約400天。●使接近大星體的小星體被引潮力撕碎。如SL─9慧星被木星引潮力撕碎（1992）。41▲固體潮（形變）：月變形滯后,造成地··地球●使月球自轉(zhuǎn)94三、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系慣性離心力科里奧利力1.離心力inertialcentrifugalforce在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的參考系上考察一個(gè)靜止物體則物體的慣性離心力為演示（電影）慣性力1，2轉(zhuǎn)盤相對(duì)慣性系的加速度是4