《大学物理上教学课件》6.非惯性系.ppt

1.9.非惯性系,牛顿第二定律仅仅适用于惯性系,怎样把牛顿第二定律推广到非惯性系呢?,惯性系：相对于地球静止或作匀速直线运动的物体。,非惯性系：相对地面惯性系做加速运动的物体。,平动加速系：相对于惯性系作变速直线运动，但是本身没有转动的物体。例如：在平直轨道上加速运动的火车。,转动参考系：相对惯性系转动的物体。例如：转盘在水平面匀速转动。,1.惯性力,S-惯性系,-非惯性系,在平动加速系中，对牛顿第二定律进行推广。,非惯性系和惯性力,以车厢作参考系，小球以大小为a的加速度向左运动，我们可以认为小球受到一个水平向左的力F，在这个力的作用下，使小球产生水平向左的加速度a，这个力就叫做“惯性力”,关于惯性力：与真实的力不同，是一个假想的力。真实的力有施力物体，惯性力没有施力物体。一般只在非惯性系中出现。在牛顿力学中，真实力与惯性力是有区别的,据加速度的变换关系有,在S系中，牛顿定律成立,在 系中,牛顿定律在 系中不成立,大小,方向与 的方向相反,在非惯性系中,惯性力,在转动参考系中，对牛顿第二定律进行推广。,如图所示系统：,大小,方向,沿着圆的半径向外,惯性离心力,注意：惯性力不是作用力，没有施力物体，它是虚拟力，在非惯性系中来自参考系本身的加速效应。只有非惯性系中才能观察到惯性力。,在地球上观察，小球加速运动；在转盘上观察，小球静止。而小球受力情况完全一样，这样出现两个运动规律，产生矛盾。,3.惯性力的应用,(1)加速度计,B 指针,K 平衡弹簧,C 表盘,o 支点,a.结构,b.工作原理,(2)炮弹引爆,a.引爆原理,(2)炮弹引爆,a.引爆原理,弹体,引信,击针,击针座,K1,b.保险装置,离心子,K2,(2)炮弹引爆,a.引爆原理,弹体,引信,击针,击针座,K1,b.保险装置,离心子,K2,(2)炮弹引爆,a.引爆原理,例题 一质量为60kg的人，站在电梯中的磅秤上，当电梯以0.5m/s2的加速度匀加速上升时，磅秤上指示的读数是多少？试用惯性力的方法求解。,解 取电梯为参考系。已知这个非惯性系以a=0.5m/s2的加速度对地面参考系运动，与之相应的惯性力,从电梯这个非惯性系来看，人除受重力G（方向向下）和磅秤对它的支持力N(方向向上)之外，还要另加一个。此人相对于电梯是静止的，则以上三个力必须恰好平衡.,即,于是,由此可见，磅秤上的读数（根据牛顿第三定律，它读的是人对秤的正压力，而正压力和N是一对大小相等的相互作用）不等于物体所受的重力G。当加速上升时，NG；加速下降时，NG。前一种情况叫做“超重”，后一种情况叫做“失重”。尤其在电梯以重力加速度下降时，失重严重，磅秤上的读数将为0。,