[所有分类]02力2牛顿运动定律2012_522201180.ppt

* ◆几个有关的问题： ▲ 失重： 在绕地球旋转的飞船中 （非惯性系中观察）， 引力被惯性离心力完全抵消， 出现失重。 飞船中是真正能验证惯性定律的地方（真正 做到不受力）。 * * ▲ 重力和纬度的关系： 思考 ● 重力是物体所受的 地球的引力吗? ● 重力加速度 g 和地球 纬度 ? 的关系式为： 式中： G ─ 万有引力常量 ， Me ─ 地球质量 ， R ─ 地球半径 ， ω─ 地球自转角速度 。 （自己推导） F引 r ω F0 P m R O P · * 2. 物体 m 在 S＇中运动 设物体 m 在 S＇中有速度 ， 有关的惯性力。 先看一个特例： · r m ω=const. S′ S O v′ 光滑凹槽 ● 在惯性系（地面）S： 在非惯性系（桌面）S′： 向心加速度 （1）科里奥利力 则在 S＇中看， m 除受惯性离心力外， 还要附加一个与速度 * 把 变换为： （《辅》P179-185）， 引入角速度矢量 w r ω 令 惯性力： 则有： 在转动参考系 S′中，牛顿第二定律形式上成立。 科里奥利力（Coriolis force），简称科氏力。 就是惯性离心力， 中 ● m 称作 * 总惯性力： 演示 科里奥利力 一个科里奥利力（Coriolis force）： S? 中牛顿第二定律为： 可以证明， 一般情况下， 在匀速转动参考系 运动物体除受惯性离心力外， 中， 都还要附加 * w vr vq vj q 推广到三维球面 o 选择地面参考系，常常需要考虑科里奥利力 * 落体偏东 江水冲刷右岸(北半球) o 落体： * 北半球的科氏力 ◆与科里奥利力（科氏力）有关的问题 * ▲ 强热带风暴漩涡的形成。 ▲ 河岸冲刷，双轨磨损(北半球右，南半球左)。 ▲ 赤道附近的信风（北半球东北，南半球东南）。 信风的形成 风暴漩涡的形成 （北半球，逆时针） ▲ 落体偏东。? * 北半球,逆时针 * 傅科摆 ▲ 傅科摆 摆锤28kg，摆平面转动） ? 顶视 1 1? 2 2? 3 摆平面转动周期 北京， 巴黎， 这是在地球上验证地球转动的著名的实验。 （傅科，1851，巴黎伟人祠，摆长67m， 地球 摆 * 再回到 惯性系 S 中，牛顿第二定律为： 于是有： ━━ 绝对加速度 ━━ 相对加速度 ━━ 牵连加速度 ━━ 科里奥利加速度 （2）科里奥利加速度 在S’系中 * * 潮汐是海水的周期性涨落现象，一天两次。 “昼涨称潮，夜涨称汐” 。 ▲ 潮汐（tide）与惯性力 * 地球、月亮的 相对运动 * 问题： (3)为什么潮汐同时在向月和背月侧发生？ (为什么一天有两次涨潮？) (2) 为什么月球对潮汐的影响比太阳大？ (1) 潮汐是由什么引起的？ * 在X-C-Y惯性系中地心加速度ac： 在地心参考系中各 点单位质量惯性力： d为地月心距离 * 月球引潮力 地表各处地万有引力 ： * 月球引潮力地计算： 使海水“涨起, 跌落”， 造成海水地潮流 * 对A点： R为地球半径 * 地月距离远大于地球半径 同理，B点引潮力为： * 太阳引潮力： 地球自转的影响 * ?(3)为什么潮汐同时在向月和背月侧发生？ (为什么一天有两次涨潮？) ?(2) 为什么月球对潮汐的影响比太阳大？ ?(1) 潮汐是由什么引起的？ * a0 大飞船 地球 · v C 潮汐为引力不均匀（有引力梯度）引起的。 惯性力 引力 引力分布不均匀 （有引力梯度） · D · E · A · B 指向地心 · C 地球 引力不能完全被惯性力抵消 · D · E · B · A 绕地球与飞船共同质心转动 平动非惯性系 * 地球 月亮 涨潮 落潮 月球对地面上海水的引潮力 落潮 涨潮 月 月 日 地 地 大潮 小潮 大潮与小潮 日 引潮力常触发地震 地震常发生于阴历初一、十五附近（大潮期），如： 76.阴7.2,唐山 93.阴8.15,印度 95.阴12.17,神户 * 第二章结束 * 牛顿运动定律 * 第二章牛顿运动定律 （Newton?s Laws of Motion） Δ§2.1 牛顿运动定律 Δ§2.2 常见的几种力（书§2.2 ） Δ§2.3 基本的自然力（书§2.3 ） Δ §2.4 应用牛顿定律解题 §2.6 科里奥利力 §2.5 非惯性系与惯性力 *§2.7 潮汐 * Δ§2.1 牛顿运动定律 第一定律 惯性系： 定义了“惯性系”（inertial frame） 定性给出了“力”与“惯性”的概念 ▲ 第一定律（惯性定律） （First law，Inertia law） 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态