1-3.非惯性系与惯性力-科里奥利力

1非惯性系包括：平动加速系、转动系非惯性系、惯性力与科里奥利力一、平动加速系中的惯性力惯性系，牛顿定律成立。水平方向小球不受力若用牛顿定律思考，则必认为小球受力为0am小车是非惯性系牛顿定律不成立！小球加速a0mma0a0S系小球静止–a0mS系2F—真实力，a—质点的加速度。0aaa在S系（非惯性系）中设质点的加速度为a—惯性力amF代入中得amamF)(0，即S系中形式上的牛顿第二定律：0amFiamFFiamF设S系相对惯性系S以加速度a0平动。在S系中牛顿第二定律成立3但有时惯性力也可以源于真实力。惯性力有真实的效果。2、牛顿力学认为惯性力是“假想力”，不是物体间的相互作用，没有反作用力。1、惯性力与质点的位置无关，各处均匀。质点所受惯性力的大小，等于质点的质量和此非惯性系整体相对惯性系的加速度的乘积，方向与此加速度的方向相反0amFi4二战中的小故事：美Tinosa号潜艇携带16枚鱼雷，在太平洋离敌舰4000码斜向攻击，发射4枚，使敌舰停航。敌舰体近距离、垂直攻击滑块受摩擦力大大0a大0F雷管不能被触发！但离敌舰875码垂直攻击发射11枚，均未爆炸。问题出在惯性力上!0a撞针滑块雷管导板鱼雷S´v0F5m弹力真实弹力还受惯性力惯性离心力惯性系S设圆盘匀速转动，物体m相对圆盘静止二、转动系中的惯性力、科里奥利力转动系S这时，惯性力只是惯性离心力。6物体相对圆盘运动时还要受科里奥利力：raca2向心加速度vac2科里奥利加速度ccaaaaaamamamFcca)()(amF代入S系牛顿第二定律，得圆盘系中形式上的牛顿第二定律科里奥利力：vmFc2真实力惯性离心力科里奥利力7【例】圆盘匀速转动，物体m相对圆盘沿径向运动的情况【演示实验】科里奥利力mv弹簧真实力槽壁真实力rm2离心力vm2科里奥利力81851年傅科在巴黎（北半球）的一个大厅里悬挂摆长67米的摆。发现摆动平面每小时沿顺时针方向转过1115’角度。傅科摆摆面的旋转东西南北9cfcfcf北半球的河流水流的右侧被冲刷较重落体向东偏斜付科摆摆动平面偏转证明地球的自转北半球的科氏力信风的形成旋风的形成柏而定律图示推导：采用相对运动关系进行讨论小球的运动可视为横向随盘的转动与径向相对于盘的匀速运动的合成。考察小球相对于地面的绝对速度和绝对加速度。如图所示：绝对速度0vvvrv绝对加速度dvdrdvadtdtdt其中rrrerrrdedrdrervrevrdtdtdtdvvdt而oABrrAv0v所以有22avrvvr其中2nar,为向心加速度，由向心力产生。令2coav,称为科里奥利加速度，由约束力产生。由于这两个加速度都是在惯性系中看到的，在转动非参考系中，与向心加速度对应的是离心惯性力，与科里奥利加速度对应的就是科里奥利力。即2cocofmamv结论：在匀速转动参考系中，若物体相对于参考系静止，只有离心惯性力；若物体相对于参考系作匀速运动，同时存在离心惯性力和科里奥利力。