大学物理非惯性系惯性力

1、* 22 非惯性系非惯性系 惯性力惯性力第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律11.1.在变速直线运动参考系中的惯性力在变速直线运动参考系中的惯性力定义：定义：对某一特定物体惯性定律成立的参考系叫做对某一特定物体惯性定律成立的参考系叫做惯性参考系惯性参考系. .相对惯性系作加速运动的参考系为非惯相对惯性系作加速运动的参考系为非惯性参考系性参考系 . .* 22 非惯性系非惯性系 惯性力惯性力第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律2 惯性在非惯性系中惯性在非惯性系中的表现的表现. 非惯性系中牛顿第二定律非惯性系中牛顿第二定律sFmama

2、 2)惯性力不是物体间的相互作用，不存在惯性力的惯性力不是物体间的相互作用，不存在惯性力的反作用力反作用力, 找不出它的施力物体找不出它的施力物体 3)在研究地面上物体的运动时，地球可近似地看成在研究地面上物体的运动时，地球可近似地看成是惯性参考系是惯性参考系 . . 注意注意1) 惯性力是引入的虚拟的力惯性力是引入的虚拟的力.sFma 惯 平动非惯性系中惯性力平动非惯性系中惯性力msasmaPNa* 22 非惯性系非惯性系 惯性力惯性力第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律3 例例 动力摆可用来测定车辆的加速度动力摆可用来测定车辆的加速度. 一根质量不一根质量不

3、计的细棒一端固定在车厢的顶部计的细棒一端固定在车厢的顶部, 另一端系一小球另一端系一小球, 当当列车以加速度列车以加速度 a 行驶时行驶时, 细杆偏离竖直线成细杆偏离竖直线成 角角. 试求试求加速度加速度 a 与摆角与摆角 间的关系间的关系 . 解解 以车厢为参考系（非惯性系）小球处于平衡状态以车厢为参考系（非惯性系）小球处于平衡状态.0iTFFmg分量式分量式0cosmgFT0sinmaFTggatan解得解得iFaTFP* 22 非惯性系非惯性系 惯性力惯性力第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律42.在匀角速转动的非惯性系中的惯性力在匀角速转动的非惯性系中的

4、惯性力惯性离心力惯性离心力 如图所示，在光滑水平圆盘上，用一轻弹簧栓一如图所示，在光滑水平圆盘上，用一轻弹簧栓一小球，圆盘以角速小球，圆盘以角速 匀速转动，这时弹簧被拉伸后而匀速转动，这时弹簧被拉伸后而静止。静止。 地面观察者：地面观察者：小球受到弹性小球受到弹性力，且指向圆心，作圆周运动；力，且指向圆心，作圆周运动； 圆盘上观察者：圆盘上观察者：小球小球受到弹簧拉力，且指向受到弹簧拉力，且指向圆心，但小球仍处于静圆心，但小球仍处于静止状态止状态弹f*cfrormfc2ras2此时此时 * 22 非惯性系非惯性系 惯性力惯性力第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律

5、5重力重力W W实际上应是实际上应是F F引引和和 * *c c的合力的合力WFf 引惯22cosWFmR 引地球自转角速度很小地球自转角速度很小527.3 10/24 3600rad s所以除精密计算外，通常把所以除精密计算外，通常把 视为物体的重力。视为物体的重力。F引* 22 非惯性系非惯性系 惯性力惯性力第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律6 一圆盘绕铅直轴以角速一圆盘绕铅直轴以角速 转动，盘心转动，盘心有一光滑小孔，沿半径方向有一光滑槽，有一光滑小孔，沿半径方向有一光滑槽，槽中有一小球被穿过小孔的细线所控制，槽中有一小球被穿过小孔的细线所控制，使其只能沿槽做匀速运动，现小球沿槽以使其只能沿槽做匀速运动，现小球沿槽以 u 相相 向外运动。向外运动。u相 从圆盘上观察，则小球仅有径从圆盘上观察，则小球仅有径向匀速运动，即小球处于平衡态，向匀速运动，即小球处于平衡态，径向：惯性离心力，牵引张力平衡；径向：惯性离心力，牵引张力平衡；横向