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1、已知惯性参考系如图所示。系沿 x 轴方向以 匀速运动yxzo2. 力学相对性原理一、力学相对性原理2.4 非惯性参考系 惯性力 加速度变换:：力学定律在所有惯性系中都是相同的.K系K系则:速度变换:相对已知惯性系静止或做匀速直线运动的参考系都是惯性参考系。K系中牛顿第二定律也适用，1. 惯性参考系：惯性定律定义的参考系。如果不是常矢量，K系相对K系以加速度运动则K系中：K系中：K系中牛顿定律不适用二、非惯性参考系 惯性力相对已知惯性系做加速运动的参考系都是非惯性参考系。1. 非惯性参考系：1. 选地面作参考系 小球保持静止 , 符合牛顿第二定律 2. 选车厢作参考系 小球向人运动, 加速度为不
2、符合牛顿第二定律但小球水平方向不受力如图：大小为 方向与反向.惯性力质点在非惯性系中受力K系中： K系中：在非惯性系中满足虚拟力惯性力:在非惯性系中 , 物体除受外力作用外 , 还受一个由于非惯性系而引起的惯性力的作用。 2. 惯性力的引入：相互作用，惯性力是参考系加速运动引起的附加力， 本质上是物体惯性的体现。它不是物体间的 没有反作用力，但有真实的效果。 二战中的小故事：a0美 Tinosa号潜艇携带16枚鱼雷 离敌舰4000码发射4枚斜向攻击使敌舰停航 离敌舰 875码垂直攻击发射11枚均未爆炸！在太平洋海域敌 舰 体撞针滑块雷管导板鱼雷v撞针滑块雷管导板鱼雷v分析：SF0近距、垂直 滑
3、块受摩擦力大 雷管不能被触发 撞针滑块速度小例：一升降机内有一光滑斜面。斜面固定在升降机的底板上，其 倾角为 。当升降机以匀加速度 a1 上升时，物体 m 从斜面的顶点 沿斜面下滑，求物体相对于斜面的加速度以及相对于地面的加 速度。 m解法 一： 以地面为参考系。 设物体相对斜面的加速度为 斜面对地面的加速度为 故物体对地面的加速度为xy（惯性系）在直角坐标系下， 相对地面的加速度为：m由物体受力分析，有 写成分量式：解方程组，得物体 m 相对地面的加速度：xy解法 二 以作加速平动的升降机为参考系，是非惯性系。 物体受力：重力斜面对它的正压力 惯性力动力学方程为：沿斜面向下方向和垂直斜面向上
4、方向的分量式为：解得所得结果与解法 一 相同。F惯三、转动参考系中的惯性力12拉力 T 为向心力，对地面观察者1：物体做匀速圆周运动对圆盘上的观察者2：物体保持对圆盘相对静止，但受到绳子的拉力 T, 因而物体还须受一附加的惯性力，称此惯性 力为惯性离心力。惯性离心力匀角速转动参考系中静止物体所 受的惯性力。 “失重” 的概念在自由降落的电梯参考系中,苹果受到 重力的作用, 也受到惯性力的作用。它们的合力为零, 说苹果的视重为零, 或说它处于完全“失重”状态。在绕地球旋转的飞船中, 地球对物体的引力和惯性 离心力抵消, 也出现完全失重状态。完全失重状态* 潮汐 潮汐是海水的周期性涨落现象，一天两
5、次涨潮。 “昼涨称潮，夜涨称汐” 。潮汐是月亮、太阳对 海水的引力以及地球 公转和自转的结果。* 引潮力的解释太阳参考系中地球的运动及受力分析地心参考系中的太阳引力和惯性力地球表面上有大量海水，由于引潮力存在的原故, 海水被拉成一个椭球。地球每转一周，地球上的各点，离太阳最远 和最近各有一次。所以，每天就有两次（而不是 一次）涨潮。地球的涨潮落潮作用示意图地球太阳涨潮落潮落潮涨潮同时考虑月球和太阳的引潮力，根据定量计算（略）， 月亮的作用要比太阳的作用大 2 倍多。每月有两次 月球、太阳和地球在同一直线上， 两种引潮力相加，就形成每月两次大潮。每月有两次 月-地联线 与 日-地联线垂直， 月球
6、的引潮力被太阳的引潮力抵消掉一部分， 就形成每月两次小潮。月月日 地地大潮小潮日引潮力常触发地震。 历史上地震常发生于阴历初一、十五附近（ 大潮期），如：1976. 的阴历7.2, 唐山1993. 的阴历8.15, 印度1995. 的阴历12.17, 神户引潮力不仅作用在流体上，它对固体也有作用， 使固体发生微小的形变。所以 除海水潮外，还有固体潮。3 科里奥利力（选学内容）圆盘以匀角速度绕圆心沿顺时针转动， 上面固定一段沿圆盘半径导轨，导轨 上有一个质量为m的物体相对圆盘沿 轨道向外运动。横向加速度导轨作用力大小科里奥利力在地面参考系看，如果物体相对圆盘 静止，在t时间时间 内，物体由A移动
7、动到 A。由于物体相对圆盘沿半径运动， 所以实际到达B点，相对地面参考系 有一个横向的附加路程。就是惯性离心力，中就是科里奥利力。在转动参考系中，要使牛顿第二定律形式上成立，则在真实力外，还得加上惯性力 。当物体在转动参考系中静止时， 就没有科氏力了。巴黎，这是在地球上验证地球转动的著名的实验。摆锤28kg，摆平面转动）（傅科，1851，巴黎伟人祠，摆长67m，顶视1122 3地球摆(1) 傅科摆 （2）落体偏东从高 50m 的高处自由下落的石块着地时,偏东5.4mm。(3) 河岸冲刷，铁轨磨损（北半球右，南半球左）北半球的科氏力信风的形成旋风的形成 （北半球）（4）赤道附近的季（信）风（北半球东北，南半球东南）。 （5）旋风的形成。
