江苏省南京师范大学附属中学高中物理竞赛讲座课件:非惯性系(共32张PPT).ppt
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1、非惯性参考系,主要研究相对于“运动”参考系的运动定律。, 惯性参考系:物体惯性定律成立的参考系。 (自由质点相对它静止或作匀速直线运动的参考系。),关键:掌握“绝对、牵连和相对”加速度之间的关系,从而正确计入惯性力。, vo为“牵连”速度, ao为“牵连”加速度;(普遍性) v为相对速度, a为相对加速度. (特殊性), 平动参考系,平动不一定是直线运动,伽利略变换,注意: (1)惯性力并非牛顿力,并不存在特定物体间相互作用,因而不存在反作用力; (2)平动参考系中所有质点都受到惯性力,与“重力”相似。(无法区分引力与惯性力),两个参考系作匀速相对运动。, 牛顿第二定律,例(P155):汽车以
2、匀加速度a0向前行驶,在车中用线悬挂着一个小球。试求悬线达到稳定时与竖直方向所作角度。, 运动方程,N+mg-ma=0 N= -N = mg-ma a0, 加速度向下,失重 自由落体: a=g N= 0 完全失重,电梯、加速车厢里的氢气球如何运动?,电梯、加速车厢里的氢气球如何运动? 将电梯、车厢的加速运动等效为重力场,再考虑浮力,“昼涨称潮,夜涨称汐” “潮者,据朝来也; 汐者,言夕至也” 葛洪抱朴子外佚文,如果说,潮汐是月球的万有引力吸引海水造成的,那么 (1)为什么向着和背着月亮一面的海水都升高,从而一昼夜涨两次潮? (2)按距离平方反比计算,太阳对海水的引力比月亮大180倍,为什么说潮
3、汐主要是月亮引起的?,引力的均匀部分: 可以通过“加速度”被“创造出来” 和 被“消灭掉”; 引力的非均匀部分(即引潮力): 是时空弯曲的反映, 具有更为本质的意义 定量的计算表明: 海水两端凸起,引潮力反比于 r 3 !,大潮和小潮,= 2.20, 转动参考系(一),讨论相对于“转动”参考系相对静止的情况。, 惯性离心力,惯性离心力, 相对于转动的参考系,应计入惯性离心力; 如转速有变化,还应计入切向惯性力; 注意区别惯性离心力(惯性力)与离心力(牛顿力)。,质点施于其它物体., 角速度(矢量),右手法则,r,O,O,P点的加速度,矢量式,矢量式与原点的在轴线上的位置无关!,矢量叉乘的例子,
4、矢量积(叉乘): 结果为矢量,方向按右手法则 一个矢量与另一个矢量的垂直分量的乘积 标量积(点乘): 结果为标量 一个矢量与另一个矢量的平行分量的乘积,物体相对于转动参考系静止。,加速度(另一种推导 ):,例(P165):试研究地面上物体的重量。所谓重量即静止于地球上的物体施于其承托物的力。, 隔离物体, 具体分析(重力、惯性离心力), 建立坐标(Z为天顶,X为南方), 列出方程, 简化,由于=7.29x10-5弧度/秒,很小:, 重量是引力与惯性离心力的合力; 重量大小小于真正的引力大小; 重量指向偏离引力指向。, 转动参考系(二),讨论相对于“转动”参考系相对运动的情况。, 科里奥利力,牵
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