非惯性系中物体的运动规律精选文档.ppt

非惯性系中物体的运非惯性系中物体的运动规律动规律本讲稿第一页，共十二页本讲稿第二页，共十二页二、惯性系与非惯性系二、惯性系与非惯性系1、问题：、问题：a=0时以车或地为参照系单摆和小球的状态符合牛顿定律时以车或地为参照系单摆和小球的状态符合牛顿定律a0时以地为参照系单摆和小球的状态符合时以地为参照系单摆和小球的状态符合牛顿定律牛顿定律 以车为参照系以车为参照系单摆和小球的状单摆和小球的状态不符合牛顿定律态不符合牛顿定律2、定义、定义牛顿运动定律成立的参考系称为牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系惯性系牛顿运动定律不成立的参考系称为牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系非惯性系。本讲稿第三页，共十二页3、结论：、结论：在有些参照系中牛顿定律成立，这些参照系称为惯系。在有些参照系中牛顿定律成立，这些参照系称为惯系。相对惯性系作加速运动的参照系相对惯性系作加速运动的参照系非惯性系非惯性系相对惯性系相对惯性系作匀速直线运动的参照系作匀速直线运动的参照系惯性系。惯性系。4、说明：、说明：要确定一个参考系是否惯性系，只能要确定一个参考系是否惯性系，只能依靠观察和实验。依靠观察和实验。1)太阳系可以认为是惯性系；太阳系可以认为是惯性系；2)相对于惯性系作匀速运动的参考相对于惯性系作匀速运动的参考系是惯性系；系是惯性系；3)地球可近似认为是一个惯性系。地球可近似认为是一个惯性系。本讲稿第四页，共十二页三、加速平动的非惯性系、惯性力三、加速平动的非惯性系、惯性力地面观察者：地面观察者：物体水平方向不物体水平方向不受力，所以静止在原受力，所以静止在原处。处。m-aa车里观察者：车里观察者：物体水平方向不受力，为什么产生了加速度？物体水平方向不受力，为什么产生了加速度？本讲稿第五页，共十二页地面观察者：地面观察者：物体水平方向受拉物体水平方向受拉力，所以随小车加速前力，所以随小车加速前进。进。amf惯惯f车里观察者：车里观察者：物体水平方向受拉力，为什么静止在原处？物体水平方向受拉力，为什么静止在原处？本讲稿第六页，共十二页加速平动的参照系是加速平动的参照系是非惯性系非惯性系，牛顿定律不成立，牛顿定律不成立根据伽俐略变换，有根据伽俐略变换，有相对加速度相对加速度a 质点相对非惯性系的加速度；质点相对非惯性系的加速度；绝对加速度绝对加速度a 质点相对惯性系的加速度；质点相对惯性系的加速度；牵连加速度牵连加速度a0 非惯性系相对惯性系的加速度。非惯性系相对惯性系的加速度。本讲稿第七页，共十二页在惯性系中有：在惯性系中有：-ma0 0 相当于一个附加的力，称为相当于一个附加的力，称为惯性力惯性力。惯性力：惯性力：大小等于运动质点的质量与非惯性系加速大小等于运动质点的质量与非惯性系加速度的乘积；方向与非惯性系加速度的方向相反。度的乘积；方向与非惯性系加速度的方向相反。本讲稿第八页，共十二页四、匀速转动的非惯性系、惯性离心力四、匀速转动的非惯性系、惯性离心力地面观察者：地面观察者：质点受绳子的质点受绳子的拉力提供的向心力，所以作匀拉力提供的向心力，所以作匀速圆周运动。速圆周运动。圆盘上观察者：圆盘上观察者：质点受质点受绳子的拉力，为什么静绳子的拉力，为什么静止？止？本讲稿第九页，共十二页在匀速转动的非惯性系中，小球受到一个惯性离心在匀速转动的非惯性系中，小球受到一个惯性离心力的作用，大小与绳子的拉力相等，方向与之相反，力的作用，大小与绳子的拉力相等，方向与之相反，所以所以小球处于静止的平衡状态小球处于静止的平衡状态。本讲稿第十页，共十二页例例2、在倾角为在倾角为 的圆锥体的侧面放的圆锥体的侧面放一质量为一质量为m 的小物体，圆锥体以角的小物体，圆锥体以角速度速度 绕竖直轴匀速转动。轴与物体绕竖直轴匀速转动。轴与物体间的距离为间的距离为R，为了使物体能在锥，为了使物体能在锥体该处保持静止不动，物体与锥体该处保持静止不动，物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少？面间的静摩擦系数至少为多少？R本讲稿第十一页，共十二页解：解：mgNfsxy对给定的对给定的、R 和和，不能小于此值，否则最大静摩擦不能小于此值，否则最大静摩擦力不足以维持力不足以维持m在斜面上不动。在斜面上不动。本讲稿第十二页，共十二页