动力学惯性力补充内容仅供了解.pptVIP

科里奥利力在地球上有以下的表现： 科里奥利力在地球上有以下的表现： 证明地球转动的摆：傅科摆 * 非惯性参考系与惯性力以下内容只需了解，有兴趣的同学可进一步关注 牛顿运动定律只在惯性系中成立.为在非惯性系中用牛顿定律 求解物体的运动，需要引进适当的虚拟力. 虚拟力 若非惯性系相对惯性系平动时的加速度为 ，则 二、平动加速参考系－惯性力 如果物体在加速参考系 中的加速度为 ，而物体相对惯 性系K的加速度为 .为在形式上在 系中运用牛顿定律，必 须认为物体除受真实力F的作用外，还受一虚拟力 的作用，即 称为平移惯性力.真实力与惯性力的合力称为表现力. “虚拟力”与“真实力”的区别：①不能指出是哪个物体作用， ②没有反作用力，③所有质点都受力，④只要选择 惯性系，就可消除惯性力. 例题2－6 一质量为m的木块静置于质量为M，倾角为 ，高为h的直角劈的顶部，劈置于水平面上，所有的 接触面都是光滑的，试用非惯性系观点，求木块m相对 斜面的加速度. 解： 劈的运动以地面为参考系来考察， 在水平方向上 M m a 故 如图，坐标系 取在劈上 ,木块除受真实力 N和mg外，还受惯性力 . 代入⑵式，即得 要求：把参考系建在地面上处理本题，比较其结果. 由⑴、⑶式消去N，即得 木块的运动方程为 思考：惯性力是真是假？ 在导出非惯性系中运动定律的形式表示的过程中，不时冠以 虚拟力或假想力之定语于惯性力，以与真实作用力相区别，那 是为了免除初学时概念上的混淆.其实，惯性力所产生的物理后 果是真实的，惯性力也可以由测力器测出.过分强调惯性力的假 想性，这在物理思想上是要被质疑的. 爱因斯坦于1915年创立了广义相对论的理论基础，其基本 原理之一 等效原理，最初表述是，引力与惯性力实际上是 等效的. 二、转动参考系 匀速转动参考系 也是常见的非惯性系. 1.相对于 系静止的点，惯性离心力 静止在 系中的物体若位于过原点而垂直转轴的平面内， 在K系中看来，物体受力 而在 系看来，必须认为物体不仅受真实力F作用，而且 还受虚拟力 作用，两力相抵消，即 惯性离 心力 当物体并不位于过原点且垂直转轴的 平面上，离心力应写成 0 r 讨论：①重力与纬度的关系 惯性离心力的特点： ①离心力与转动参考系的转动角速度有关，与角速度是否 随时间变化无关；②离心力与物体所在位置有关，与物体在转 动系中运动与否无关. 由于地球的自转，在地球上测得物体 的重力并非是物体的真实重力，而是表 观重力 .如图， 是物体所受引力P和 离心力 的矢量和 p 由于 故 实际上由于自转效应，地球稍呈扁平， 较准确的结果是 在两极处 在赤道处 而 与 的夹角 ，由图知为 在上面讨论中未区分引力质量 和惯性 质量 ，若要区分，则 如果惯性质量与引力质量不成正比，此 角将因物体的质 料不同而异。因而，若用细线将不同质料的物体悬挂起来，悬 线将取不同的方向。匈牙利物理学厄缶利用此原理，在1908年 完成了一个的证明引力质量与惯性质量成正比的令人信服的实 验。 p ② 地球同步卫星定位于赤道上空 地球同步卫星静止于地球上空，必须满足①表观重力 为 零.只有当 时，引力和离心力的矢量和才有可能为零.故地 球同步卫星只能定位于赤道上空；②卫星角速度恰等于地球自 转角速度 .即 故地球同步卫星只能定位于赤道上空35630km. 2. 相对于 系作匀速运动的点，科里奥利力 若物体相对于转动参考系作相对运动,则由转动参考系的观 察者看来，除了惯性离心力外，物体还受到另一惯性力的作 用，此力称为科里奥利力（法国人G.Coriolis 1835年提出）. 分析：如图，相对于惯性系，当质 点m 以速度 沿半径oc相对圆盘等 速移动时,同时参与了两个运动,由 A点运动到 点. 其切向速度不断增大，在 内 c 0 如图所示作辅助线。 两式相比，得 其方向与质点相对于圆盘的速 度 垂直，并指向右方. 显然，为使物体获得这个加速度，必