C力學(xué)的基本規(guī)律 動(dòng)力學(xué)實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1C力學(xué)的基本規(guī)律動(dòng)力學(xué)實(shí)用第2頁/共77頁第1頁/共77頁剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)與質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)

角坐標(biāo)AB每一質(zhì)點(diǎn)均作圓周運(yùn)動(dòng)，圓面為轉(zhuǎn)動(dòng)平面；第3頁/共77頁第2頁/共77頁教學(xué)基本要求

一掌握牛頓定律的基本內(nèi)容及其適用條件.

二熟練掌握用隔離體法分析物體的受力情況,能用微積分方法求解變力作用下的簡(jiǎn)單質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問題.

三

理解力矩概念和了解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量概念，掌握剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定理.第4頁/共77頁第3頁/共77頁1.2.1

牛頓定律

任何物體都要保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止.一、牛頓第一定律慣性和力的概念時(shí)，恒矢量第5頁/共77頁第4頁/共77頁1.第一定律涉及了哪兩個(gè)基本概念?答:慣性和力。2.第一定律定義了一個(gè)什么樣的參考系?答:慣性參考系。3.一艘船在一個(gè)風(fēng)平浪靜的海面上勻速的航行,某人站在船尾縱身向上一躍,問此人能否掉入海里?

第6頁/共77頁第5頁/共77頁二、牛頓第二定律及其微分形式

物體受到外力作用時(shí)，它所獲得的加速度的大小與外力的大小成正比，并與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。太空測(cè)質(zhì)量2.光柵測(cè)速裝置測(cè)出支架復(fù)原的速度和時(shí)間，求出加速度；1.質(zhì)量測(cè)量?jī)x上的彈簧能夠產(chǎn)生一個(gè)恒定的力F；根據(jù)公式求出質(zhì)量第7頁/共77頁第6頁/共77頁

力的疊加原理瞬時(shí)關(guān)系牛頓定律的研究對(duì)象是單個(gè)物體（質(zhì)點(diǎn)）第8頁/共77頁第7頁/共77頁說明：牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀認(rèn)為：

t、m

都是與參考系無關(guān)的量?！?jiǎng)恿颗ｎD第二定律的微分形式

運(yùn)動(dòng)的變化與所加的合動(dòng)力成正比,并且發(fā)生在這合力所沿的直線的方向上。運(yùn)動(dòng)質(zhì)量與速度的乘積即動(dòng)量變化對(duì)時(shí)間的變化率理工2-2-反沖第9頁/共77頁第8頁/共77頁

對(duì)于每一個(gè)作用,總有一個(gè)相等的反作用與之相反;或者說,兩個(gè)物體對(duì)各自的對(duì)方的作用總是相等的,而且指向相反的方向。12第三定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式:注意:1.作用力與反作用力同生同滅。2.作用力與反作用分別作用于兩個(gè)不同的物體,各產(chǎn)生其效果。3.作用力與反作用力性質(zhì)相同。F12問題:F21三、牛頓第三定律第10頁/共77頁第9頁/共77頁牛頓定律的幾點(diǎn)說明

3.只是數(shù)值上等于合外力，它本身不是力。外力改變時(shí)，它也同時(shí)改變，它們同時(shí)存在，同時(shí)改變,同時(shí)消失2.牛頓第二定律只適用于質(zhì)點(diǎn)或可看作質(zhì)點(diǎn)的物體1.

牛頓定律只適用于慣性系第11頁/共77頁第10頁/共77頁牛頓

他在1687年發(fā)表的論文《自然定律》里，對(duì)萬有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行了描述。這些描述奠定了此后三個(gè)世紀(jì)里物理世界的科學(xué)觀點(diǎn)，并成為了現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。他通過論證開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運(yùn)動(dòng)都遵循著相同的自然定律；為太陽中心說提供了強(qiáng)有力的理論支持，并推動(dòng)了科學(xué)革命。

艾薩克·牛頓（IsaacNewton,1643（格里歷）年1月4日—1727年3月21日）爵士，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，英國(guó)偉大的的“全才”，著有《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、《光學(xué)》、《二項(xiàng)式定理》和《微積分》。第12頁/共77頁第11頁/共77頁牛頓1.我不知道世上的人對(duì)我怎樣評(píng)價(jià)。我卻這樣認(rèn)為：我好像是在海上玩耍，時(shí)而發(fā)現(xiàn)了一個(gè)光滑的石子兒，時(shí)而發(fā)現(xiàn)一個(gè)美麗的貝殼而為之高興的孩子。盡管如此，那真理的海洋還神秘地展現(xiàn)在我們面前。2.如果說我看得遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀?/p>

牛頓在1676年2月5日致胡克的信中，寫道：“笛卡兒（的光學(xué)研究）邁出了很好的一步。你在一些方面又增添了許多，特別是對(duì)薄板顏色進(jìn)行了哲學(xué)考慮。如果我看得更遠(yuǎn)一點(diǎn)的話，是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏?。”?3頁/共77頁第12頁/共77頁牛頓如果說我看得遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀?/p>

牛頓在1676年2月5日致胡克的信中，寫道：“笛卡兒（的光學(xué)研究）邁出了很好的一步。你在一些方面又增添了許多，特別是對(duì)薄板顏色進(jìn)行了哲學(xué)考慮。如果我看得更遠(yuǎn)一點(diǎn)的話，是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏??！?/p>

要學(xué)會(huì)寬厚待人，人與人間應(yīng)該相互扶持，達(dá)到共同發(fā)展，而不是互相拆臺(tái)。第14頁/共77頁第13頁/共77頁四、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用1）確定研究對(duì)象進(jìn)行受力分析；（隔離物體，畫受力圖）2）取坐標(biāo)系；3）列方程（一般用分量式）；4）利用其它的約束條件列補(bǔ)充方程；5）先用文字符號(hào)求解，后帶入數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果.解題的基本思路第15頁/共77頁第14頁/共77頁

（1）如圖所示滑輪和繩子的質(zhì)量均不計(jì)，滑輪與繩間的摩擦力以及滑輪與軸間的摩擦力均不計(jì).且.求重物釋放后，物體的加速度和繩的張力.解以地面為參考系畫受力圖、選取坐標(biāo)如圖例1-10阿特伍德機(jī)Z-Example1-阿特伍德機(jī)第16頁/共77頁第15頁/共77頁

（2）若將此裝置置于電梯頂部，當(dāng)電梯以加速度相對(duì)地面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，求兩物體相對(duì)電梯的加速度和繩的張力.解以地面為參考系

設(shè)兩物體相對(duì)于地面的加速度分別為，且相對(duì)電梯的加速度為第17頁/共77頁第16頁/共77頁由(2)的結(jié)果，令a=0，即得到的結(jié)果由(2)的結(jié)果，電梯加速下降時(shí)，a<0，即得到第18頁/共77頁第17頁/共77頁例題1-12

計(jì)算一小球在水中豎直沉降的速度。已知小球的質(zhì)量為m，水對(duì)小球的浮力為Fb，水對(duì)小球的粘性力為Fv=-Kv，式中K是和水的粘性、小球的半徑有關(guān)的一個(gè)常量。m解：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力：

小球的運(yùn)動(dòng)在豎直方向，以向下為正方向，根據(jù)牛頓第二定律，列出小球運(yùn)動(dòng)方程：Z-Example-變力第19頁/共77頁第18頁/共77頁小球的加速度最大加速度為：極限速度為：小球加速度變?yōu)椋旱?0頁/共77頁第19頁/共77頁分離變量，積分得到：ot作出速度-時(shí)間函數(shù)曲線：

物體在氣體或液體中的沉降都存在極限速度。第21頁/共77頁第20頁/共77頁由斯托克斯定律有又因?yàn)榈?2頁/共77頁第21頁/共77頁

棒運(yùn)動(dòng)在豎直向下的方向，取豎直向下建立坐標(biāo)系。例題1-13

有一密度為的細(xì)棒，長(zhǎng)度為l，其上端用細(xì)線懸著，下端緊貼著密度為的液體表面?，F(xiàn)懸線剪斷，求細(xì)棒在恰好全部沒入水中時(shí)的沉降速度。設(shè)液體沒有粘性。xl解：以棒為研究對(duì)象，在下落的過程中，受力如圖：xo

當(dāng)棒的最下端距水面距離為時(shí)x，浮力大小為：此時(shí)棒受到的合外力為：Z-Example-P39-1-13-變力第23頁/共77頁第22頁/共77頁利用牛頓第二定律建立運(yùn)動(dòng)方程：

要求出速度與位置的關(guān)系式，利用速度定義式消去時(shí)間積分得到第24頁/共77頁第23頁/共77頁

例2

如圖所示（圓錐擺），長(zhǎng)為的細(xì)繩一端固定在天花板上，另一端懸掛質(zhì)量為的小球，小球經(jīng)推動(dòng)后，在水平面內(nèi)繞通過圓心的鉛直軸作角速度為的勻速率圓周運(yùn)動(dòng)

.問繩和鉛直方向所成的角度為多少？空氣阻力不計(jì).解Z-例題1-4圓錐擺第25頁/共77頁第24頁/共77頁越大，也越大利用此原理，可制成蒸汽機(jī)的調(diào)速器（如圖所示）.第26頁/共77頁第25頁/共77頁

（1）如圖所示滑輪和繩子的質(zhì)量均不計(jì)，滑輪與繩間的摩擦力以及滑輪與軸間的摩擦力均不計(jì).且.求重物釋放后，物體的加速度和繩的張力.五、轉(zhuǎn)動(dòng)定律(p32)0.引入思考：如果滑輪半徑為R，質(zhì)量為M，則物體的加速度和繩子的張力又如何？第27頁/共77頁第26頁/共77頁1.力矩P*O:力臂

剛體繞Oz

軸旋轉(zhuǎn),力作用在剛體上點(diǎn)P,

且在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi),為由點(diǎn)O到力的作用點(diǎn)P的徑矢.

對(duì)轉(zhuǎn)軸Z的力矩

第28頁/共77頁第27頁/共77頁O分析

1）若力不在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)，把力分解為平行和垂直于轉(zhuǎn)軸方向的兩個(gè)分量

2）合力矩等于各分力矩的矢量和

其中對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩為零，故對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩第29頁/共77頁第28頁/共77頁應(yīng)用牛頓第二定律，可得：對(duì)剛體中任一質(zhì)量元-外力-內(nèi)力采用自然坐標(biāo)系，上式切向分量式為：ωOO’2.

剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律第30頁/共77頁第29頁/共77頁用ri乘以上式左右兩端：

設(shè)剛體由N

個(gè)點(diǎn)構(gòu)成，對(duì)每個(gè)質(zhì)點(diǎn)可寫出上述類似方程，將N

個(gè)方程左右相加，得：

根據(jù)內(nèi)力性質(zhì)(每一對(duì)內(nèi)力等值、反向、共線,對(duì)同一軸力矩之代數(shù)和為零)，得：第31頁/共77頁第30頁/共77頁得到：

上式左端為剛體所受外力的合外力矩，以M

表示；右端求和符號(hào)內(nèi)的量與轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，稱為剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以J表示。于是得到剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律

剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度與它所受的合外力矩成正比

，與剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比.第32頁/共77頁第31頁/共77頁3.應(yīng)用第33頁/共77頁第32頁/共77頁

（1）如圖所示滑輪半徑為R，質(zhì)量為M，繩子的質(zhì)量不計(jì)，滑輪與繩間的摩擦力以及滑輪與軸間的摩擦力均不計(jì).且.求重物釋放后，物體的加速度和繩的張力.解以地面為參考系畫受力圖、選取坐標(biāo)如圖例1-10阿特伍德機(jī)Z-Example1-阿特伍德機(jī)第34頁/共77頁第33頁/共77頁第35頁/共77頁第34頁/共77頁

例5

一長(zhǎng)為質(zhì)量為勻質(zhì)細(xì)桿豎直放置，其下端與一固定鉸鏈O

相接，并可繞其轉(zhuǎn)動(dòng).由于此豎直放置的細(xì)桿處于非穩(wěn)定平衡狀態(tài)，當(dāng)其受到微小擾動(dòng)時(shí)，細(xì)桿將在重力作用下由靜止開始繞鉸鏈O

轉(zhuǎn)動(dòng).試計(jì)算細(xì)桿轉(zhuǎn)動(dòng)到與豎直線成角時(shí)的角加速度和角速度.

解細(xì)桿受重力和鉸鏈對(duì)細(xì)桿的約束力作用，由轉(zhuǎn)動(dòng)定律得Z-Example第36頁/共77頁第35頁/共77頁式中得由角加速度的定義代入初始條件積分得第37頁/共77頁第36頁/共77頁第38頁/共77頁第37頁/共77頁例題3-7

一半徑為R，質(zhì)量為m勻質(zhì)圓盤，平放在粗糙的水平桌面上。設(shè)盤與桌面間摩擦系數(shù)為，令圓盤最初以角速度0繞通過中心且垂直盤面的軸旋轉(zhuǎn)，問它經(jīng)過多少時(shí)間才停止轉(zhuǎn)動(dòng)？rRdrde解：由于摩擦力不是集中作用于一點(diǎn)，而是分布在整個(gè)圓盤與桌子的接觸面上，力矩的計(jì)算要用積分法。在圖中，把圓盤分成許多環(huán)形質(zhì)元，每個(gè)質(zhì)元的質(zhì)量dm=rddre，所受到的阻力矩是rdmg

。Z=Example–P103-3-7第39頁/共77頁第38頁/共77頁此處e是盤的厚度。圓盤所受阻力矩就是因m=eR2，代入得根據(jù)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律，阻力矩使圓盤減速，即獲得負(fù)的角加速度.第40頁/共77頁第39頁/共77頁設(shè)圓盤經(jīng)過時(shí)間t停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則有由此求得第41頁/共77頁第40頁/共77頁

圖示,已知MRm求:解:NmgMTMgExample第42頁/共77頁第41頁/共77頁圓錐擺子彈擊入桿以子彈和桿為系統(tǒng)機(jī)械能不守恒.角動(dòng)量守恒；動(dòng)量不守恒；以子彈和沙袋為系統(tǒng)動(dòng)量守恒；角動(dòng)量守恒；機(jī)械能不守恒.圓錐擺系統(tǒng)動(dòng)量不守恒；角動(dòng)量守恒；機(jī)械能守恒.思考子彈擊入沙袋細(xì)繩質(zhì)量不計(jì)第43頁/共77頁第42頁/共77頁3．如圖所示，物體1和2的質(zhì)量分別為m1與m2，滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，半徑為r。(1)如物體2與桌面間的摩擦系數(shù)為，求系統(tǒng)的加速度a及繩中的張力T1和T2(設(shè)繩子與滑輪間無相對(duì)滑動(dòng)，滑輪與轉(zhuǎn)軸無摩擦)；(2)如物體2與桌面間為光滑接觸，求系統(tǒng)的加速度a及繩中的張力T1和T2。解：用隔離體法，分別畫出三個(gè)物體的受力圖。exercise第44頁/共77頁第43頁/共77頁對(duì)物體m1對(duì)物體m2對(duì)滑輪由以上四式，解得第45頁/共77頁第44頁/共77頁第46頁/共77頁第45頁/共77頁（2）=0完第47頁/共77頁第46頁/共77頁

拉力的沿兩軸進(jìn)行分解，豎直方向的分量與重力平衡，水平方向的分力提供向心力。利用牛頓定律，列方程：例題1-11

一重物m用繩懸起，繩的另一端系在天花板上，繩長(zhǎng)l=0.5m，重物經(jīng)推動(dòng)后，在一水平面內(nèi)作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速n=1r/s。這種裝置叫做圓錐擺。求這時(shí)繩和豎直方向所成的角度。oxym解：繩以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析：

小球的運(yùn)動(dòng)情況，豎直方向平衡，水平方向作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，建立坐標(biāo)系如圖Example-P36-圓錐擺第48頁/共77頁第47頁/共77頁x方向y方向由轉(zhuǎn)速可求出角速度：求出拉力：

可以看出，物體的轉(zhuǎn)速n愈大，也愈大，而與重物的質(zhì)量m無關(guān)。第49頁/共77頁第48頁/共77頁例題1-14

圖為船上使用的絞盤，將繩索繞在絞盤的固定圓柱上．如繩子與圓柱的靜摩擦因數(shù)為μs，繩子繞圓柱的張角為θ0．當(dāng)繩在柱面上將要滑動(dòng)時(shí)，求繩子兩端張力FTA與FTB大小之比．解：取一段繩元為研究對(duì)象，受力如圖所示：列出繩元的運(yùn)動(dòng)方程：第50頁/共77頁第49頁/共77頁代入上式，整理得即得第51頁/共77頁第50頁/共77頁解取坐標(biāo)如圖令

例3一質(zhì)量

，半徑的球體在水中靜止釋放沉入水底.已知阻力,為粘滯系數(shù)，

求.

為浮力第52頁/共77頁第51頁/共77頁（極限速度）當(dāng)時(shí)一般認(rèn)為第53頁/共77頁第52頁/共77頁

若球體在水面上是具有豎直向下的速率，且在水中的重力與浮力相等，即.則球體在水中僅受阻力的作用第54頁/共77頁第53頁/共77頁五、自然界中的各種力（自學(xué)）萬有引力：存在于一切物體間的相互吸引力。牛頓萬有引力定律:

其中m1和m2為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，r為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的距離，G0叫做萬有引力常量。

引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量在物理意義上不同，但是二者相等，因此不必區(qū)分。1.引力第55頁/共77頁第54頁/共77頁重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。重力與重力加速度的方向都是豎直向下。地軸赤道面①重力第56頁/共77頁第55頁/共77頁

電磁力：存在于靜止電荷之間的電性力以及存在于運(yùn)動(dòng)電荷之間的磁性力，本質(zhì)上相互聯(lián)系，總稱為電磁力。

分子或原子都是由電荷系統(tǒng)組成，它們之間的作用力本質(zhì)上是電磁力。例如：物體間的彈力、摩擦力，氣體的壓力、浮力、粘滯阻力。2.電磁力第57頁/共77頁第56頁/共77頁彈性力：兩個(gè)相互接觸并產(chǎn)生形變的物體企圖恢復(fù)原狀而彼此互施作用力。方向:始終與使物體發(fā)生形變的外力方向相反。條件：物體間接觸，物體的形變。三種表現(xiàn)形式：(1)兩個(gè)物體通過一定面積相互擠壓；方向:垂直于接觸面指向?qū)Ψ?。大?取決于擠壓程度。①?gòu)椓Φ?8頁/共77頁第57頁/共77頁(2)繩對(duì)物體的拉力；(3)彈簧的彈力；x大?。喝Q于繩的收緊程度。方向：沿繩子背離物體。彈性限度內(nèi)，彈性力滿足胡克定律：方向：指向要恢復(fù)彈簧原長(zhǎng)的方向。第59頁/共77頁第58頁/共77頁靜摩擦力最大靜摩擦力：靜摩擦因數(shù)滑動(dòng)摩擦力：滑動(dòng)摩擦因數(shù)摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體在沿接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，或者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在它們的接觸面間所產(chǎn)生的一對(duì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。方向：與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。條件：表面接觸擠壓；相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。②摩擦力第60頁/共77頁第59頁/共77頁

強(qiáng)力：亞微觀領(lǐng)域，存在于核子、介子和超子之間的、把原子內(nèi)的一些質(zhì)子和中子緊緊束縛在一起的一種力。作用范圍：3.強(qiáng)力

弱力：亞微觀領(lǐng)域內(nèi)的另一種短程力，導(dǎo)致衰變放出電子和中微子的重要作用力。4.弱力第61頁/共77頁第60頁/共77頁

四種基本相互作用＊以距源處強(qiáng)相互作用的力強(qiáng)度為1力的種類相互作用的物體力的強(qiáng)度力程萬有引力一切質(zhì)點(diǎn)無限遠(yuǎn)弱力大多數(shù)粒子小于電磁力電荷無限遠(yuǎn)強(qiáng)力核子、介子等＊第62頁/共77頁第61頁/共77頁溫伯格薩拉姆格拉肖弱相互作用電磁相互作用電弱相互作用理論三人于1979年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

.

魯比亞,范德米爾實(shí)驗(yàn)證明電弱相互作用，1984年獲諾貝爾獎(jiǎng)

.電弱相互作用強(qiáng)相互作用萬有引力作用“大統(tǒng)一”（尚待實(shí)現(xiàn)）第63頁/共77頁第62頁/共77頁一慣性參考系地面參考系：（小球保持勻速運(yùn)動(dòng)）1.2.2非慣性系慣性力車廂參考系：車廂勻速運(yùn)動(dòng)第64頁/共77頁第63頁/共77頁

慣性參考系地面參考系：（小球保持勻速運(yùn)動(dòng)）車廂參考系：

定義：適用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的參考系叫做慣性參考系；反之，叫做非慣性參考系

.

（在研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球可近似地看成是慣性參考系

.）（小球加速度為）車廂由勻速變?yōu)榧铀龠\(yùn)動(dòng)第65頁/共77頁第64頁/共77頁

2）對(duì)于不同慣性系，牛頓力學(xué)的規(guī)律都具有相同的形式，與慣性系的運(yùn)動(dòng)無關(guān)

.

1）凡相對(duì)于慣性系作勻速直線運(yùn)動(dòng)的一切參考系都是慣性系

.伽利略相對(duì)性原理

結(jié)論為常量二、力學(xué)相對(duì)性原理第66頁/共77頁第65頁/共77頁

牛頓定律成立的參考系是慣性系。一切相對(duì)于慣性系（如地面系）作勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系也是慣性系。非慣性系（noninertiasystem）：相對(duì)（地面）慣性系做加速運(yùn)動(dòng)的物體。在非慣性系內(nèi)牛頓定律不成立。xyy′x′mgF=kxN*三、非慣性系第67頁/共77頁第66頁/共77頁平動(dòng)加速系：相對(duì)于慣性系作加速直線運(yùn)動(dòng)，但是本身沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的物體。例如：在平直軌道上加速運(yùn)動(dòng)的火車。轉(zhuǎn)動(dòng)參考系：相對(duì)慣性系轉(zhuǎn)動(dòng)的物體。例如：在水平面勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤。第68頁/共77頁第67頁/共77頁設(shè)S

系為慣性系，S'系為非慣性系質(zhì)點(diǎn)受實(shí)際力不隨參考系變化四、慣性力第69頁/共77頁第68頁/共77頁在非慣性系引入虛擬力或慣性力注意：（1）.

慣性力是一個(gè)假想的力，而真實(shí)力是由物體間相互作用產(chǎn)生的。（2）.真實(shí)力既有受力物體也有施力物體，而慣性力只有受力物體而無施力物體。第70頁/共77頁第69頁/共77頁在非慣性系S'系牛頓第二定律在非慣性系中形式上成立。慣性理是參照系加速運(yùn)動(dòng)引起，本質(zhì)上是物理慣性得表現(xiàn)。結(jié)論可推廣到非平動(dòng)的非慣性系，如轉(zhuǎn)動(dòng)參考系。應(yīng)用：加速度計(jì)。第71頁/共77頁第70頁/共77頁第72頁/共77頁第71頁/共77頁

如圖所示滑輪和繩子的質(zhì)量均不計(jì)，滑輪與繩間的摩擦力以及滑輪與軸間的摩擦力均不計(jì).且.若將此裝置置于電梯頂部，當(dāng)電梯以加速度相對(duì)地面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，求兩物體相對(duì)電梯的加速度和繩的張力解以地面為參考系畫受力圖、選取坐標(biāo)如圖Example-P42第73頁/共77頁第72頁/共77頁科里奧利力OABOACOACBD’DOf科里奧利力加速度從圓盤這一非慣性系看水流右旋第74頁/共77頁第73頁/共77頁1.柏而定律：該定律是自然地理中一條著名的、從實(shí)際觀察總結(jié)出來的規(guī)律，即北半球河流右岸比較陡削，南半球則左岸比較陡削。這可以由地轉(zhuǎn)偏向力得到說明，北半球河水在地轉(zhuǎn)偏向力作用下，對(duì)右央求沖刷甚于左岸，長(zhǎng)期積累的結(jié)果，右岸比較陡峭。2.大氣環(huán)流：大氣運(yùn)動(dòng)的能量來源于太陽輻射，氣壓