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文档简介
3 5非惯性中的动力学 3 5 1直线加速参考系中的惯性力 3 5 2离心惯性力 3 5 3科里奥利力 问题 车的a 0时单摆和小球的状态符合牛顿定律 a 0时单摆和小球的状态为什么不符合牛顿定律 3 5非惯性中的动力学 3 5 1直线加速参考系中的惯性力 设动参考系O 相对于静参考系O以加速度作直线加速运动 则质点在O 系中的加速度和质点在O系中的加速度关系为 平移惯性力 真实力 所以 即 其中 例题1 杂技演员站在沿倾角为 的斜面下滑的车厢内 以速率v0垂直于斜面上抛红球 经时间t0后又以2v0垂直于斜面上抛一蓝球 车厢与斜面无摩擦 问二球何时相遇 解 以车厢为参考系 小球受力见上右图 以出手高度为坐标原点建立坐标系Oy 以抛出红球时为计时起点 对红球和蓝球分别有 两球相遇时 得相遇时间为 讨论 因t t0时才抛蓝球 故应t遇 t0 因而要求 即必在红球返回y 0之前抛出蓝球 例题2 如图所示情况中 若忽略一切摩擦 试求两物体的相对加速度 解 m1在非惯性系中 取动坐标系x 沿斜面 受力分析如图 3 5 2离心惯性力 物体位于过原点而垂直转轴的平面内 相对于圆盘静止 则 对于观察者1 对于观察者2 离心惯性力 离心力 其中 例题3 北京紫竹院公园有一旋风游戏机 大意如图所示 设大圆盘转轴OO 与铅直方向成 18 匀速转动 角速度为 0 0 84rad s 离该轴R 2 0m处又有与OO 平行的PP 绕PP 转动的座椅与PP 轴距离为r 1 6m 为简单起见 设转椅静止于大圆盘 设椅座光滑 侧向力全来自扶手 又设两游客质量均为m 60kg 求游客处于最高点B和较低点A处时受座椅的力 要求在非惯性系中求解 解 选大转盘为参考系 3 5 3科里奥利力 物体相对地面沿直线OABC运动 物体相对转盘沿曲线OA B C3 运动 效应一 1 定性说明 物体相对转盘沿直线OA B C 运动 物体相对地面沿曲线OABC运动 效应二 物体相对惯性系作曲线运动 表明物体必受真实力作用 物体所受真实力与物体所受惯性力大小相等 方向相反 2 科里奥利力定量表述 考虑物体相对地面走的是曲线 则相对转盘走的是直线 设物体相对转盘速度为 设物体向右方的加速度为aK 比较以上两式 得 考虑到方向 科里奥利加速度 质点相对转盘走的是直线 科里奥利力 傅科摆直接证
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