第3章 动量1.牛顿运动定律.动量守恒定律.ppt

* 同时物体还受到太阳的引力 在非惯性系中牛顿定律方程形式为： 通过上述分析知，在考虑地心参考系是个非惯性系的情况下，在地心参考系中，质点的惯性力与太阳引力抵消，称为太阳引力失重 * 1）惯性力可以抵消引力－－太阳引力失重 说明加速效应与引力效应相当（爱因斯坦提出广义相对论的基本实验事实之一） 2）验证惯性定律的参考系在哪？ 太空中的太阳引力失重的参考系 （广义相对论定义的局域惯性系） 讨论 * 在飞船中 可验证惯性定律 宇航员将水果摆放在立圆的圆周上， 不受力，维持图形不变 * 飞船中验证了惯性定律 （真正验证惯性定律的参考系恰恰是相对牛顿惯性系的加速系，认识上的飞跃） * 涨潮 和 退潮 2. 潮汐现象 利用平移惯性力可解释潮汐现象 * 解释： 在地球上分析：海水除了受太阳(月亮)的引力外，还需考虑地球是个非惯性系的惯性力。 在质量较大的运动空间中，由于太阳（月球）引力强度不同（存在引力梯度）从而质点的‘合力’不同，整个质点系就会发生形变。 以太阳引力变化为例图示定性说明 假设平移惯性力强度处处相等。 * 注意：平移惯性力为 太阳引力在质点与太阳的连线方向 示意地球表面海水形状 * * 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 * ▲固体潮（形变）： 月 变形滞后,造成地 球对月球引力矩, 阻止月球自转 · · 地球 ●使月球自转和公转周期最终达到一致。 影响： ●使地球自转变慢。 ●使接近大星体的小星体被引潮力撕碎。 化石生长线判断： 3亿年前，一年约400天。 由植物年轮，珊瑚和牡蛎 如SL─ 9慧星被木星引潮力撕碎（1992） 。 * 三、 匀速转动参考系 惯性离心力 科里奥利力 1.离心力 inertial centrifugal force 在匀速转动的参考系上考察一个静止物体 则物体的惯性离心力为 转盘相对惯性系的加速度是 * 2 . 科里奥利力 Coriolis force 相对转动参考系运动的物体， 除受到离心力外， 还受到一个力 ，称科里奥利力。 表达式为： * 1、科里奥利力的特征 1）与相对速度成正比 只有在转动参考系中运动时才出现 2）与转动角速度一次方成正比 当角速度较小时，科氏力比惯性离心力更重要 3）科氏力方向垂直相对速度 该力不会改变相对速度的大小 4）科氏力在地球上的表现 讨论 科氏力： * ?北半球的河流 水流的右侧被冲刷较重 ?落体向东偏斜 ?付科摆摆动平面偏转 证明地球的自转 北半球的科氏力 信风的形成 旋风的形成 * 赤道附近的信风 (北半球东北， 南半球东南) * 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 实物演示科氏力 * 附：科里奥利力简单推导 · r m ω=const. S′ S O 光滑凹槽 ● 如图，质点m在转动参考系（设为S系）中沿一光滑凹槽运动， 速度为 我们以特例推导，然后给出一般表达式。 * 在惯性系（地面）S： 在非惯性系（圆盘）S′： 向心加速度 ， · r m ω=const. S′ S O 光滑凹槽 ● * 转换到非惯性系（圆盘）S′中使用： 将惯性系（地面S）中的牛二定律式 分析： ---惯性离心力 ----科里奥利力 惯性力 * 角速度矢量方向： 四指绕物体旋转方向， 拇指的指向就是角速度的方向。 推广到一般表示式： 首先引入角速度矢量 科氏力： 在非惯性系中牛二的形式 右手螺旋 * 惯性力： 则有： 在非惯性系中，只要在受力分析时加上惯性力后，就可形式上使用牛顿定律。 一般表示式： 第3章结束 * [例]设有一质量为2m的弹丸,从地面斜抛出去,它飞行在最高点处爆炸成质量相等的两个碎片，其中一个竖直自由下落，另一个水平抛出，它们同时落地．问第二个碎片落地点在何处? C O m 2m m x * 　　解： 选弹丸为一系统，爆炸前、后质心运动轨迹不变．建立图示坐标系， C O xC x2 m2 2m m1 x xC为弹丸碎片落地时质心离原点的距离 * c