关于惯性力的讨论
对物理学中惯性的思考

对物理学中惯性的思考摘要:惯性是经典力学中的一个基本概念,惯性也是经常被物理学界讨论的一个话题。
关键词:物理学;惯性惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题。
一、惯性的意义大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。
一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一制做匀速直线运动。
这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。
二十世纪初,德国数学家诺特尔证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。
事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。
因而它与个别的特殊研究对象无关。
惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。
从而我们就不能用反映个别存在物性质的量(例如质量)来测度惯性。
因为惯性作为存在的一种显现,并无大小可言,它只是存在之状态的表达。
因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。
因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。
换一句话说它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。
二、物体要表现出惯性,它必须处于惯性参考系惯性,这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质,其实是物体存在方式的一种条件性:“试取汽车为参考系统来研究‘当汽车急剧刹车的时候,车中乘客有向前倾倒的倾向’这个问题,在汽车急剧刹车前,相对于汽车而言,乘客是静止的,在汽车急剧刹车时,乘客突然向前倾,这就是说,以汽车为参考系统,乘客由静止而突然向前倾,并不保持其静止状态,并不表现出惯性”。
这个条件就是:物体要表现出惯性,它必须处于惯性参考系三、惯性定律与牛顿第二定律的关系在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象,而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。
惯性力讨论

关于惯性力的若干问题:1.惯性力是在非惯性系中存在的一种力,它没有施力物体,但是作用效果与真实力没有区别。
它等于质量乘以非惯性系的加速度的负值。
2.没有非惯性力的说法。
3.做受力分析,先分析真实力,再分析惯性力,区分的标志是“施力物体”是否存在。
4.与地球自转(近似认为地球是匀速自转)相关的惯性力有2种,惯性离心力和科里奥利力。
5.对惯性离心力,它是地球上的观察者在考虑到地球的自转后,任何地球上的物体都受到的一种惯性力。
它的矢量表达为:以地面为参考系(注意不是以地心为参考系)。
如图所示,对通过一个绳子悬挂在地面上空的一个物体,分析其受力,它受到拉力,万有引力(注意不是重力)的作用,这二个力是真实的力,因为它们有施力物体,其中拉力沿着绳子的方向向上,是在竖直方向;而万有引力是指向地心,沿着地球的半径方向。
二者并不重合。
显然在地面的人看来,此时物体静止,必须存在一个惯性力加入以达到平衡状态。
这个惯性力就是图中红色箭头表示的惯性离心力。
从我们对重量的感知方式可以知道,绳子受到的拉力被我们理解为与重力是一对平衡力,所以物体的万有引力和惯性离心力的合力是重力。
这就是重力的本质,即重力是在非惯性系下存在的一种混合力。
其含有假想的惯性力成分。
如果在太空中看这个物体,或者在地轴上看这个物体,则看到这个物体的受力如何呢?拉力万有引力如图所示:由于此时所在的参考系是惯性系,因此没有惯性力,我们看到物体受到万有引力和拉力的作用,这时候在我们眼里,物体不再是静止的,是做匀速圆周运动,而拉力和万有引力的合力刚好提供向心力。
所以说:物体的万有引力和拉力的合力充当向心力有很多人一直在说“万有引力是重力和向心力的合力”这是极其错误的,重力和向心力不可能同时存在。
向心力不是一种单独性质的力,不能作为受力分析的对象。
6.对科里奥利力,它是地球上任何运动的物体可能受到的一种惯性力。
它的矢量表达为:。
所以可以看出,它的方向一般在北半球沿着前进方向的右边(公园前地铁门的方向),南半球则沿着前进方向的左边。
有关惯性力的论述

20406080一月二月三月四月亚洲区欧洲区北美区20406080一月二月三月四月亚洲区欧洲区北美区有关惯性力以及科里奥利力的论述【摘要】:惯性力是指当物体加速时,惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,若是以该物体为坐标原点,看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上,因此称之为惯性力,而科里奥利力也不存在,是惯性的结果。
【关键词】:惯性,惯性力,科里奥利力,惯性参考系,非惯性参考性。
【引言】:惯性力实际上并不存在,实际存在的只有原本将该物体加速的力,因此惯性力又称为假想力。
它概念的提出是因为非惯性系中,牛顿运动定律并不适用。
但是为了思维上的方便,可以假象在这个非惯性系中,除了相互作用所引起的力之外还受到一种由于非惯性系而引起的力——惯性力。
如果物体相对于匀角速度转动的参考系而言,不是静止的,而是在做相对运动,那么在该转动参考系中的观测者看来,物体除了受到惯性离心力的作用外,还将受到另外一种附加的力——科里奥利力的作用。
【内容】:一、首先论述一下惯性力1、 举个例子,当我们乘坐汽车时,如果汽车急刹车,我们会不自主的向前倾,感觉仿佛有一个力把你向前推,但是这个力并不真正存在,人们把这个力认为是惯性力。
20406080一月二月三月四月亚洲区欧洲区北美区事实是:汽车刹车时轮胎与地面摩擦而使汽车减速,实际上并没有力推乘客,这只是惯性在不同坐标系统下的现象。
2、 假如这里脱离了任何天体的引力,飞船在靠惯性飞行。
那么飞船里的人和一切物体都处于“失重”状态,可以飘在空中,从手里松开的任何东西也不会往下落。
如果飞船又开动了火箭,以一定的加速度 向前飞行,那么飞船里的人又感到有了“重量”,原来在空中漂浮的东西又纷纷加速下落,这说的是物体受到惯性力加速下落的情形。
3、 惯性力的引入是牛顿力学的一大耻辱,它是为了弥补在非惯性参考系中物体的运动不满足牛顿运动定律而引入的假想力。
4、 设想有一静止的火车,车厢内一光滑桌子上放有一个小球,小球本来是静止的;现在火车开始加速启动,在地面上的人(显然他选用了一个惯性参考系——地面)看来,小球并没有运动,但是在火车上的人看20406080一月二月三月四月亚洲区欧洲区北美区20406080一月二月三月四月亚洲区欧洲区北美区来,小球沿着与火车运动方向相反的方向在运动,且加速度和火车的加速度大小相等,方向相反,对小球进行受力分析,小球只受到了重力和支持力的作用,且这两个力在竖直方向上是平衡的,根据牛顿运动定律,小球无论如何都是不会运动起来的,但是事实上车上的确实会看到小球在动。
惯性力(正确与否需要斟酌)

惯性力(正确与否需要斟酌)惯性力和离心力一样,是没有施力物体的,所以从力的要素来看,是不存在这样的力的。
那么为什么要有这样一个概念呢?简单一点讲是为了满足牛顿运动定律在非惯性系中的数学表达形式不变而引入的。
所谓非惯性系,简单一点将就是做变速运动的参考系。
所以说到底,所谓惯性力和离心力就是在一个加速运动的参考系中观察到的物体惯性的表达形式,是为了计算方便而人为引入的一个概念。
惯性力是假想的力。
是为了在非惯性体系中使牛顿力学成立而设想存在的。
另外,真实存在的力有反作用力,而惯性力没有反作用力。
它只是一种表现形式,就如同做圆周运动的物体体现出的向心力或离心力一样。
惯性力是假想力,在非惯性体系中如果要使牛顿力学成立,就必须加入惯性力,否则无法应用牛顿力学解决非惯性系问题。
其次,惯性力没有施力的物体,不满足力的条件,因此惯性力不是真实力。
物理系的《理论力学》中有专门一章讲非惯性系,可以查看是不存在的! 牛顿运动定律只对惯性系成立,对非惯性系不成立.但在实际问题中常常需要在非惯性系中观察和处理力学问题.为了能在非惯性系中沿用牛顿运动定律的形式,从而引进惯性力这一概念. 惯性力可以分成两种情况: 1,平移加速参考系中的惯性力如果有一相对地面以加速度为a做直线运动的车厢,车厢地板上放有质量为m的小球,设小球所受的和外力为F,相对车厢的加速度为a',以车厢为参考系,显然牛顿运动定律不成立.即F=ma'不成立若以地面为参考系,可得F=ma对地式中,a对地是小球相对地面的加速度.由运动的相对性可知 a对地=a+a' 将此式带入上式,有 F=m(a+a')=ma+ma' 则有 F+(-ma)=ma' 故此时,引入Fo=-ma,称为惯性力,则F+Fo=ma' 此即为在非惯性系中使用的牛顿第二定律的表达形式. 由此,在非惯性系中应用牛顿第二定律时,除了真正的和外力外,还必须引入惯性力Fo=-ma,它的方向与非惯性系相对惯性系(地面)的加速度a的方向相反,大小等于被研究物体的质量乘以a 惯性力不是来自物体之间的相互作用,所以,惯性力无施力物体,也没有反作用力,它只是物体的惯性在非惯性系中的表现. 2.匀角速转动参考系中的惯性力---惯性离心力这个力可以看成是与提供物体做匀速圆周运动的向心力平衡的一个力,很好理解.在此不做详细阐述.。
对力学惯性的认识和讨论

多 媒 体 教 学 与 传 统 教 学 并 无 矛 盾 ,它 仍 能 表 现 教 师 的 教 学 个 性 , 师 依 然 可 把 握 整 体 的 教 学 效 果 , 导 整 个 教 学 教 主 过 程 , 以 层 层 铺 垫 , 置 悬 念 , 为 是 面 授 , 深 印 象 的 肢 可 设 因 加 体 语 言 仍 可 发 挥 作 用 。 教 学 实 践 中 , 然 多媒 体 教 学 有 许 在 虽 多 突 出 优 势 , 但 存 在 单 位 学 时 信 息 量 大 与 学 生 消 化 能 力 之 间 的 矛 盾 。因此 目前 还 不 能 完 全 以 软 件 来 取 代 老 师 的 作 用 只 有 将 现 代 化 的 教 学 手 段 与 传 统 教 学 手 段 有 机 地 结 合 起 来 , 取 所 长 , 辅 相 成 , 足 提 高 电 工 学 教 学 质 量 的 有 效 各 相 才 方式。
一
、
一
Байду номын сангаас
去 , 原 来 运 动 的 则 会 一 直 作 匀 速 直 线 运 动 。依 据 牛 顿 第 一 运 而 动 定 律 , 何 物 体 均 具 有 惯 性 。 所 以 惯 性 是 物 体 的 固有 属性 , 任 不 论 宏 人 物 体 , 是 微 小 粒 子 , 论 固 体 、 体 、 体 , 止 物 还 不 液 气 静
有 惯 性 , 而 运 动 状 态 改 变 或 所 受 合 外 力 不 为 零 时 就 没 有 惯 性 ” 也 不 能 说 惯 性 “ 在 物 体 处 于 匀 速 直 线 运 动 状 态 或 静 止 , 仅 状 态 时 起 作 用 ” 而 “ 物 体 运 动 状 态 改 变 或 所 受 合 外 力 不 为 , 在 零 时不 起 作 用 ” 例 如 : 行 驶 中的 汽 车 或 火 车 , 。 “ 由于 惯 性 , 能 不 立 刻 停 止 , 即使 紧急 刹 车 .也 要 向 前 运 动 一 段 距 离 才 能 停 下 来 ” 一 现 象 , 知 “ 运 动 物 体 即使 加 上 很 大 的 阻 力 , 使 它 这 可 对 要 停 下 来 仍 需 一 段 时 间 ” 正 是 运 动 物 体 要 保 持 匀 速 直 线 运 动 状 . 态( 因而 力 图 反 抗 速 度 减 小 ) 性 质 表 现 ; 以汽 车 出 发 时 即 的 再 使 加 大 油 门使 牵 引力 很 大 . 不 可 能 立 刻 开得 很快 为 例 , 明 也 说 “ 静 止 物 体 即 使 加 上 很 大 的推 动力 , 使 它 达 到 某 一 速 度 仍 对 要 需 一段 时 间 ” 正 是 静 止 的物 体 要 保 持 静 止状 态 ( 而 力 图反 也 因 抗 速度 增 大 ) 性 质 表 现 。从 上 面 两 个 实 验 现 象 说 明 , 体 具 的 物 有 保 持 原 有 运 动状 态 不 变 的 性 质 , 管 受 到 外 力 大 还 是 小 . 不 不 管 物体 的速 度 大 还是 小 . 这 种 性 质 时刻 存 存 . 它 因此 惯 性 不 会
关于对惯性力的一些看法

关于对惯性力的一些看法
惯性力是一种力,它可以对物体产生持续的改变。
它也被称为相对力,因为它是一种追踪物体运动方向的力,即使在物体没有受到任何外力作用时也可以起到推动物体移动的作用。
一般来说,物体移动的方向与惯性力方向一致,这是惯性力的共同特点。
换句话说,惯性力是一种相对力,它可以改变物体的运动路径,甚至可以改变物体的运动方向。
例如,当一个物体在空中时,受力的方向将会直接影响物体的运动方向,而惯性力则可以抵消受力,使物体运动方向稳定。
在运动物体的时候,惯性力可以保持物体以恒定的速度保持直线运动,当物体处于旋转运动时,惯性力发挥着更重要的作用。
例如,当车子绕圆形轨道运动时,车子的重量就会产生惯性力,并增加物体的旋转速度。
另外,当车子沿着复杂的路线运动时,惯性力也可以
保持它稳定的运动方向,使其能够沿着路线运动。
总的来说,惯性力是一种具有活跃性的力,它可以用来改变物体的运动方向,使物体在复杂的路线上保持稳定的运动方向,并且在旋转运动中增加物体的速度。
它牺牲了受力的影响,在某种程度上也起到保护物体的作用。
因此,惯性力是一种伟大的力量,它可以帮助
我们控制物体的运动,有助于实现我们的目标。
浅谈惯性力

浅谈惯性力摘要:物体受力在做加速运动的现象与物体处于静止或匀速直线运动状态受到惯性力的现象(或者说参照系受到力看到不受力的物体做加速运动的现象)是等效的。
关键词:物体,惯性,惯性力1 惯性力简介惯性力是指当物体加速时,惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,若是以该物体为坐标原点,看起来就彷佛有一股方向相反的力作用在该物体上,因此称之为惯性力。
因为惯性力实际上并不存在,实际存在的只有原本将该物体加速的力,因此惯性力又称为假想力。
例如,当公车煞车时,车上的人因为惯性而向前倾,在车上的人看来彷佛有一股力量将他们向前推,即为惯性力。
然而只有作用在公车的煞车以及轮胎上的摩擦力使公车减速,实际上并不存在将乘客往前推的力,这只是惯性在不同坐标系统下的现象[1]。
2 浅谈惯性力物体由于具有惯性,受到外力时会产生一个反作用力。
质量大的物体惯性大,受到的惯性力也大,质量小的物体惯性小,受到的惯性力也小。
物体受到的力f=ma,物体受到的惯性力f=-ma.受到的力与惯性力方向相反数值相等。
惯性力也使物体产生加速度,当物体与参照系接触时,由于受到惯性力而对参照系产生压力时,此物体才会有受力的感觉。
比如说宇宙飞船,假如这里脱离了任何天体的引力,飞船在靠惯性飞行。
那么飞船里的人和一切物体都处于失重状态,可以飘在空中,从手里松开的任何东西也不会往下落。
如果飞船又开动了火箭,以一定的加速度向前飞行,那么飞船里的人又感到有了重量,原来在空中漂浮的东西又纷纷加速下落的情形。
这说的是物体受到惯性力加速下落的情形。
如果把飞船看作加速系统,那么人对飞船地板的压力的大小等于地板使人做加速运动的力,因而力的大小反映了人的惯性质量。
如果把飞船看作加速系统,人对地板的压力可以看作是人在加速系中受到惯性力产生的。
在飞船中,人对飞船地板的压力与飞船地板对人的支持力是一对作用力与反作用力。
人对地板的压力可以看作是人受到惯性力产生的。
把飞船看作施力物体,飞船地板对人的支持力可以看作飞船施的力。
惯性力及其本质的讨论

然要研究惯性 的作用 ,并且需要用 直线 运动的惯性力作 参
行 了讨 论.
关 键 词 : 非惯 性 系 : 惯性 力
中 图分 类 号 : 0 3 0 1
1 非 惯 性 系
文 献标 识 码 : A
文章 编 号 : 1 6 7 3 — 2 6 0 X ( 2 0 1 4 ) 1 1 - 0 0 0 7 — 0 2 体 除 了受 到 重力 G和 支 持 力 F之 外 ,还 受 到 了一 个 竖 直 向
弹力 、 摩 擦力 、 电磁 力 、 分子力一样属 于力 的范畴 , 牛顿的第
一
定律 的推广之后一般 表述 为 :物体在没有受 到力 的作 用 时( 或合外力为 零时 ) , 总 是保持匀 速直线运 动状 态或静 止
状态. 文献口 提 出广义牛顿第一定律也 即推广后 的表述 : 物体
总是保持 原来 的运动状态 ,直至有外力强 迫它改变这种 状 态为止 , 这种表述适用 于任何参考系. 在该表述 中“ 原来运 动 状态 ” 可能是静止 、 匀速运动或加速状态. 推广后 的牛顿第 一
参照系就是非惯性系. 我们来看 一个非惯性系 的例 子. 根据 文献 【 1 ] 的描述 , 在 匀加速上升 的升 降机里 ,测力计显示 的人 对测力计 的压力 P 大于人所受到 的重力 G . 由作用 力与反作用 力可知 , 测力 计对人 的支持力 F = F 。 > G . 当选升降机作为参考 系, 人是处于 静止状态 ,而人受到重力 G及测 力计 对人 的支持力 F的合 力并不为零. 可见 , 在加速运动的升降机里 , 牛顿第二定律不 成立 . 这是 因为牛顿运 动定律 只在惯性系 中成立. 这 样一个 相对地面做匀加速运动的升降机便是一个非惯性系. 为了在 非惯 性系 中应用 牛顿运 动定 律 , 人 们引入 了“ 惯性力 ” 的概 念. 即便在非惯性 系中引入惯性力 , 牛顿第一定律 和第二定
谈 对 惯 性 的 理 解 与 认 识

谈对惯性的理解与认识摘要:当今科学界对经典力学范围内的现行的惯性观提出了不同的看法,认为对于惯性主要应该区分以下几点:①个别研究对象的性质与存在的性质;②保持某种状态的性质与改变某种状态的性质;③物理学规律的动力学特性与审美性。
这些概念似乎离我们的生活很远,实则不然,要知道,其实它们融于我们生活的各个角落中。
关键词:惯性;存在;时间;空间目录:前言材料组织及论证过程一、惯性的意义二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关三、惯性定律与牛顿第二定律的关系四、惯性与具体物体的质量无关五、惯性定律的表述方式六、人们误解惯性的来源七、对惯性的综合理解结束语几点遗憾前言:惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题。
可是,尽管经典力学经过了漫长的发展时期,但在此问题上还存在着很多的混乱性,本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。
并且利用惯性这一中介将生活和物理科学紧紧地联系在一起。
一、惯性的意义大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。
一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。
这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。
因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。
因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。
换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。
二十世纪初,德国数学家诺特尔证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。
事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。
因而它与个别的特殊研究对象无关。
惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。
关于惯性力的讨论

一
F
一
由此 可 见 , F=0时 , 体 也 将 以 加 速 度 一a 当 物 相 对 于 非 惯 性 参 考 系运 动 , 就 是 说 , 像 有 一 等 于 这 好 一ma的 力 作 用 于 物 体 。 ・ 上 面 的叙 述 表 明 : 果 除 了物 体 间 的 相互 作 用 如 力 外 , 考 虑 所 谓 的惯 性 力 F , 能 利 用 牛 顿 方 程 还 n就 描述 物 体在 非 惯 性 参 考 系 中 的 运 动 。惯 性 力 F n应 假 设 其 等 于 物 体 的质 量 与 物 体 相 对 于 惯 性 参 考 系 和 非惯 性 参考 系 的加 速度 之差乘 积 的 负值 , 即 (o— c )= 一 撇 c o ( 2) 因而 , 非 惯性参 考 系 中 , 顿第 二定 律 的方 程 在 牛 式具 有下 面 的形 式 : mc =F十Fn o ( 3) 我 们 用 下 例 来 解 释 上 面 的论 述 。我 们 研 究 一 辆 小 车 , 支 架 固定 在小 车上 , 用线 将一 小 球悬 挂在 一 又 这 个 支 架 上 ( 1 。 当小 车 静 止 或 无 加 速 度 情 况 下 图 ) 运 动 时 , 是 铅 直 的 , 力 P和 线 的 张 力 F 平 衡 。 线 重 t 现 在 , 小 车 以 加 速 度 a做 平 移 运 动 , 偏 离 铅 直 线 使 线
力是 否 真 实 的力 ; 后讲 了牛顿 的水 桶旋 转试 验 。 最 关 键 词 : 性 系和 非 惯 性 系 ; 性 力 ; 的 概 念 ; 顿 水 桶 旋 转 实验 惯 惯 力 牛 中 图 分 类 号 : 1 03 3 文献标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 7 一 9 1 2 0 ) 7 _ O 5 _ l 1 0 —1 2 ( 0 8 O _ 0 6 — 0 6 1 惯 性 力 牛 顿定 律仅 在 惯性 系 中成立 。对 于所 有 的惯 性
对惯性和惯性力的再认识

惯性和惯性力实质重新认识1.引言根据牛顿力学定律,物体在不受力时,会一直保持静止或匀速直线运动状态。
物体能够保持原来的运动状态,被认为具有惯性。
在试图改变物体的运动状态时,必须克服一个试图阻碍运动状态发生改变的力,这个试图阻碍物体改变运动状态的力被叫做惯性力。
牛顿认为,惯性是物质的固有属性。
后来马赫指出[1],所谓惯性不是物质的固有性质,惯性和惯性力是宇宙中所有其他物质对物体的引力作用所致。
这一认识被称为马赫原理,马赫的思想已被广为接受。
但是,在详细分析引力如何使变速运动的物体受到惯性力时,会遇到困难。
进一步研究认为,惯性可能是物体系统(物质系统)保持其内物体(物质粒子)运动状态的能力。
广义相对论有一个推论[2]:当一物体旁边的质量被加速时,该物体也将受到一个加速力,此力与加速度有同样的方向。
用这样一种加速机制描述惯性力,如果太阳系所在处较大范围内存在大量均匀分布的不可见物质,则定性结果与事实相符。
在非惯性系中,有时会虚拟一个力以保证牛顿力学定律的适用性,这个非惯性系中的虚拟力被叫做虚拟惯性力,有时也被叫做惯性力。
本文与这种虚拟的惯性力无关。
2.惯性力的来源以实验室内的水平旋转圆盘为例,在圆盘静止时,坐在圆盘边沿的一个人受到重力和圆盘的支撑力,此外不受其他力的作用。
在圆盘转动时此人随圆盘一齐转动,这时他有一个指向盘心的加速度,并感受到一个径向的向外的力,也就是惯性力。
为了使问题显得清楚,以下尽量考虑惯性力所有可能的来源。
(1)来自地心的引力与惯性力垂直,无需讨论。
由于这个人正在随地球绕太阳进行轨道运动,他绕盘心转动的切向速度叠加在绕日轨道速度上,会使太阳的引力效应发生变化,但即使这种变化足够大,力的方向也只能在日地连线方向。
因为惯性力是各向同性的,因此这种引力效应的变化不会是此人受到惯性力的原因。
如果银河系没有自引收缩和膨胀,同样的分析也适用于来自银心的引力。
如果我们所在的任何层次的天体系统正在自引收缩或膨胀,对收缩或膨胀也可以归结为力的作用,类似的分析也适用于导致收缩或膨胀的力。
惯性力和惯性的大小论文

惯性力和惯性的大小论文众所周知,物理学中有惯性的概念,惯性力的概念;而且惯性是有大小的,惯性力是不存在的。
笔者在长期的教学研究中发现,认为惯性有大小是不合理的,惯性力也未必是一种假想的力,它很可能是一种客观存在。
博士论文,惯性。
惯性1.1惯性力的原始概念大家知道:牛顿定律只适用于惯性系而不适用于非惯性系。
例如在由静止加速前进的火车上,受合力为零的小球会相对于火车向后加速运动。
为了使牛顿运动定律在火车中同样成立,需要引入惯性力的概念,所引入的惯性力大小,其方向与火车的加速度方向反向。
这样就有牛顿第二定律得以成立。
也就是说:相对于地面(我们认为是惯性系)有加速度的参照系是非惯性系,非惯性系中牛顿运动定律不成立,欲使牛顿运动定律成立,需要引入惯性力。
正是在这些问题中,我们认识了什么是惯性力。
然而本文所要定义的惯性力与上述惯性力的概念是完全不同的。
1.2惯性力的新定义我始终有这样一个猜想:“所有物质组成的宇宙具有这样的一种性质,它可以允许任何物体对其保持原有的运动状态,而不允许任何物体对其有加速度;如果物体对宇宙有加速度,物体就会受到宇宙对它的一种约束力,这种力就是我所定义的惯性力。
即惯性力是宇宙对物体的一种约束力,它并不是假想的力,是一种真实作用力。
”[需要说明的是,我这里所说的惯性力只是真正的惯性力在我们所能看到的参考系中的分力,而真正的属性力我们是无法知道的,因为我们不可能知道绝对的加速度。
以上这段文字在英语稿中没有]惯性力的施力物体是宇宙,就好象重力的施力物体是地球一样。
宇宙中的一切物体只要对宇宙有加速度,就一定受到惯性力。
惯性力的大小与其相对于惯性系的加速度成正比,与相对于惯性系的加速度的方向相反。
如果物体的质量为m,对惯性系的加速度为a,则惯性力的大小为f=ma。
显然惯性力是非平衡状态下才受到的一种力。
关于惯性力的产生机理,我猜想应该类似于变化的电场产生磁场。
当然这仅仅是一种猜想,有待于实验的验证。
惯性力的虚实讨论_陈雅

惯性力的虚实讨论陈 雅(江苏省南通市第二中学,江苏南通 226002)1 问题提出中学生在初中阶段,就已经了解了惯性的概念.牛顿第一运动定律(也叫惯性定律)表明任何物体在不受力的情况下,都有保持原有的静止或匀速直线运动状态的性质,这种性质就叫惯性.惯性是物体的固有属性,与物体是否受力和运动状态无关.在高中阶段对牛顿定律进行了更深入的诠释.学生在对物体进行受力分析时,往往根据生活经验,会分析出诸如“下滑力”、“惯性力”等力来.有经验的教师都会在此特别指出“下滑力”、“惯性力”实际并不存在,并且往往通过“找不到施力物体”来使学生信服.所以学生经过多次强调后,得出“惯性力并不存在”的结论.然而,在“相对论”中,又一再提到“惯性力”这个概念.这样就使学生犯糊涂了,既然“惯性力”因为没有施力物体而并非真实的力,那为何在相对论中又用这个力来处理物理问题呢?到底“惯性力”是真实存在的力,还是虚构的力?2 惯性力的提出2.1 惯性参考系和非惯性参考系问题1:当你和同伴同时从平台跳下,如各自以自身为参考系,对方做什么运动?(答:对方是静止的.)图1问题2:如图1,在平直轨道上运动的火车中有一张水平的桌子,桌上有一个小球,如果火车向前加速运动,以火车为参考系,小球做什么运动?(答:小球加速向后运动.)问题1中,既然对方是静止的,按照牛顿第一定律,他不应受到力的作用,然而每个人都的确受到重力的作用.这怎么解释呢?问题2中,小球加速向后运动,按照牛顿第一定律,小球应受到力的作用,然而小球并没有受到向后的力.这又怎么解释呢?对这个问题的思考说明一点:并非对一切参考系,牛顿第一定律都成立.我们以牛顿运动定律能否成立来将参考系划分为两类:惯性参考系和非惯性参考系.要判断一个参考系是否为惯性参考系,最根本的方法是根据观察和实验,判断牛顿运动定律在参考系中是否成立.在地面上和在相对地面做匀速直线运动的参考系中作的许多观察和实验表明:地面以及相对地面做匀速直线运动的参考系是惯性参考系.这是我们一般的认识.分析问题1:当你和同伴同时从平台跳下,如各自以自身为参考系,参考系相对地面做匀加速运动.我们观测到:同伴相对自己是静止的,他应该不受力,然而他的确受到了重力的作用.这说明:在相对地面做变速运动的参考系里,牛顿运动定律不再成立.分析问题2:如果火车向前加速运动,以火车为参考系,在车厢里将观测到:小球向后加速运动,而小球并没有受到其他物体的作用力,所受的合力仍为零.这也进一步表明:在相对地面做变速运动的参考系里,牛顿运动定律不再成立.所以,相对地面做变速运动的参考系是非惯性参考系.当然严格说来,地面参考系也不是惯性参考系.由于地球的自转,地面各点都在做圆周运动,具有向心加速度,它的影响在地理学、气象学中十分明显.但是,对日常所见的大量运动问题,在相当高的精度内,地球是惯性系.关于惯性系的认识,物理学家也经历了一个漫长的过程.众所周知,牛顿把他的运动定律建立在“绝对空间”中,但物理学上的参考系必须是一个具体的物体,否则便无法用实验来检验理论.牛顿最终也未能肯定“绝对空间”究竟是以哪个具体的物体为参考系的,这可说是牛顿理论的一大缺憾.1885年德国物理学家朗格提出了“惯性系”的概念,使牛顿理论的缺憾暂时得到了缓解.“惯性系”的概念认为:惯性定律只对惯性系成立.现行的力学教材是这样来谈论“惯性系”的:对某一物体惯性定律成立的参考系称作惯性系;其他物体对惯性系都遵从惯性定律.“惯性系”的概念要比“绝对空间”的概念具体了,因为“惯性系”的概念提供了用实验来寻找“惯性系”的线索:已知地面参考系相对于地心参考系的加速度为a 1=3×10-2m /s 2,地心参考系相对于日心参考系的加速度为a 2=6×10-3m /s 2,日心参考系相对于银心参考系的加速度为a 3=10-10m /s 2,而实验表明上述参考系依次更加接近于“惯性系”.实验虽然找到了一个比一个更近似的“惯性系”,但最终仍未找到哪个具体的物体是“理想的惯性系”.因此,“惯性系”的概念仍未完全消除牛顿理论的缺憾.后面将会看到,直到广义相对论,才利用等效原理找到了“理想的惯性系”.2.2 惯性力(I nertial force )在讨论运动学问题时,我们可以按照方便与否自由地选择参考系,但是在动力学问题中,便没有这种自由选择的权利了.我们只能在惯性系中运用牛顿运动定律.但是,有时以变速运动的物体做参考系来研究问题更方便,为了使牛顿运动定律在非惯性系中也能在形式上成立,物理学中引入了一种形式上的力,叫做惯性力.这样在非惯性系中,质点的动力学方程为F =ma r +ma e .(1)其中a r 是相对加速度,a e 是牵连加速度和科里奥利加速度.如果把-ma e 称为惯性力,用F i 表示,并把上式改写为F -ma e =F +F i =ma r .(2)—42—Vol .29No .1(2008) 物 理 教 师 PHYSICS T EACH ER 第29卷第1期2008年则形式上仍然是牛顿运动定律.在前面的问题2中:如图1,火车做匀加速运动,以火车为参考系观察,小球不受力却以加速度-a相对于车身运动,这不符合牛顿定律;然而,以加速运动的车厢为参考系观察小球的运动时,可以设想有一个力F i作用在小球上,这个力的方向与火车对地面的加速度a的方向相反,其大小等于小球质量m与加速度a的乘积,即F i=-ma,这个力叫做惯性力.这样,对于非惯性系,仍然可以沿用牛顿第二定律的形式,即小球相对于车身的加速度-a是惯性力F i作用的结果.分析问题1中,当你与同伴一起跳下平台时,以你为参考系,是非惯性系,加速度为g,同伴受到重力mg和惯性力-mg而相对你处于静止.又如,以加速上升的电梯为参考系,我们可以认为乘电梯的人除了受到重力外还受到一个向下的惯性力,重力和惯性力的合力使人感受到了超重.21世纪,人类将在空间站中长期生活,为了克服失重带来的不利影响,可以将空间站设计成一个大转轮,绕轴自转,其上各点都有一个指向转动轴的向心加速度,因此,以转动的空间站为参考系,与它一起旋转的物体都受到一个背离转动轴的惯性力,这就是所谓的人造重力.2.3 惯性力虚乎?实乎?惯性力不是物体间的相互作用,没有具体的施力物体,也不存在惯性力的反作用力.因此国内外教材大多给惯性力附加某种名称,诸如“假象力”、“虚拟力”、“虚设力”等等,强调“假”或“虚”,其用意不外乎告诫读者不要把惯性力与那些有具体施力物体的“真正的”力混为一谈.但是,F-ma e=F+F i=ma r正确地给出了非惯性系中的运动定律,人们的主观感受也鲜明地揭示非惯性系(例如急刹车的汽车)中的惯性力的存在,用简单的测力计也能客观地测定惯性力的方向和大小.因此,惯性力似乎也有真实性的一面.对于惯性系,通常把力定义为(一)物体之间的相互作用,并且这种相互作用(二)使物体获得加速度.但对于非惯性系,如果采用(一)作为力的定义,则惯性力确实是不存在的假象的力.不过这样一来,牛顿第二定律在非惯性系中就不成立了.F≠ma,受到力作用的物体未必有加速度,有加速度的物体未必受到力的作用.这样的结果未免有点尴尬.或许只有规定在处理一切力学问题时都只能采用惯性系,但是这有时恐怕行不通,而且究竟哪一个具体的参考系才是严格的惯性系,在理论上也不容易说清楚.如果采用(二)作为力的定义,则惯性力也是真实的力,尽管它没有具体的施力物体.依据不同的定义,对惯性力的真实性认识居然得到了不同的结果.惯性力到底虚乎?实乎?3 相对论对惯性系和惯性力的诠释在牛顿力学的框架里,是把牛顿第一定律和第二定律(还有第三定律)作为一个整体来看待的,它们都只对惯性系成立,因此它们都可用来甄别惯性系.对于非惯性系,牛顿第二定律便不成立了,但用惯性力F i来修正,牛顿定律仍然成立.牛顿力学认为,惯性力F i仅是一修正项,它只有受力物体而无施力物体,它是虚拟的.而在相对论力学的框架中,引力与惯性力不仅在效果上,而且在实质性上都是等效的.奥地利物理学家马赫首先指出:当一参考系相对于遥远天际的群星加速运动时,则遥远天际的群星便相对于该参考系沿相反的方向加速运动,于是它们便在该参考系中激发了引力场.当然,这种引力场不同于牛顿那种与距离平方成反比的引力场,而是一种与距离的一次方成反比的辐射引力场.这与电磁场类似:静止的电荷激发库仑静电场,而加速运动的电荷便要激发辐射电磁场了.广义相对论是这样给惯性系下定义的:只有无引力场的区域才是惯性系(包含引力场与惯性力场完全抵消的情况),这个定义道出了惯性系的真谛.广义相对论终于找到了理想的惯性系———随便一个在引力场中自由平动的物体,显然惯性系是局域的.狭义相对论中所谈的规律,如光速不变、运动的杆收缩、运动的钟变慢等,都是对惯性系而言的.由等效原理可知,这些规律对引力场中的局域惯性系都适用.正因为如此,有些书中便这样给惯性系下定义:狭义相对论中所谈的规律适用的参考系为惯性系.这与广义相对论给惯性系所下的定义———只有无引力场的区域才是惯性系———是一致的.牛顿曾详尽生动地描述了“水桶实验”,在牛顿之后约200年,马赫做出了不同于牛顿的解释.马赫认为,运动是相对的,水桶旋转时,水桶是非惯性系,桶中的水受到惯性力作用以致水面是旋转抛物面;水桶不动,整个宇宙恒星系统绕水桶旋转,则水桶是惯性系,桶中的水受到宇宙恒星系统的作用以致水面是旋转抛物面,这两种情况既然是一回事,从而可以断言,水受到的惯性力必是来源于拥有巨大质量的宇宙恒星系统.所以,惯性力虽然不是某个具体物体的作用,却是整个宇宙恒星系统的总作用,广义相对论已对此做出定性的尚未定量的证明.4 总结惯性力是非惯性系中特有的概念.在经典力学的范畴内,由于我们是从物体之间的相互作用和产生加速度的角度定义力的,所以对惯性力的虚实无法确定.但是在相对论力学中,惯性力已被证明虽不是某个具体物体的作用,却是整个宇宙恒星系统的作用,也可以说是物体对物体的作用.所以我们可以肯定地说,惯性力确实是真实存在的力.但是话又说回来,在中学阶段一般不涉及非惯性系,一般默认的是惯性系,而在惯性系中,无从谈惯性力.参考文献:1 A.Einstein.狭义与广义浅说.上海:上海科技出版社,1964.2 理查德·费曼.费曼物理学讲义.上海:上海科学技术出版社, 1989.3 佟盛勋等.普通物理专题研究.北京:北京师范学院出版社,1990. 4 周衍柏.理论力学教程.北京:高等教育出版社,1996.(收稿日期:2007-08-04)—43—第29卷第1期2008年 物 理 教 师 PH YSICS T EACHER Vol.29No.1(2008)。
:对惯性的认识初三议论文1200字

:对惯性的认识初三议论文1200字:对惯性的认识初三议论文1200字一、惯性的定义及生活实例惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。
任何物体在任何时候都具有惯性。
生活中有很多有关惯性的实例,例如我们坐车时,遇到刹车身体就回向前倾斜或突然启动时身体就回向后仰,纸飞机脱手后会继续飞行,用“拍打法”除去衣服上的灰尘等。
二、惯性的大小只与物体的质量有关,和速度没有关系根据直观经验,很多人都会认为:速度越大,惯性越大。
因为速度越大,物体由于惯性向前滑行的越远。
这里需要注意:惯性是物体具有保持原来运动状态不变的性质,而惯性的大小是指物体保持原来运动状态不变的能力大小,物体运动状态越容易改变说明物体的惯性越小,运动状态越不容易改变,说明物体的惯性越大。
例如:对着粉笔灰吹气,粉笔灰会马上飞起,对着铁钉吹气,铁钉不动。
这说明物体质量越大,维持原来运动状态的能力就越大即惯性越大。
但是速度越大运动状态不一定容易改变。
三、惯性力惯性力是指当物体加速时,惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,若是以该物体为坐标原点,看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上,因此称之为惯性力。
因为惯性力实际上并不存在,实际存在的只有原本将该物体加速的力,因此惯性力又称为假想力。
惯性力的引入是为了弥补在非惯性参考系中物体的运动不满足牛顿运动定律而引入的假想力。
设想有一静止的火车,车厢内一光滑桌子上放有一个小球,小球本来是静止的;现在火车开始加速启动,在地面上的人(显然他选用了一个惯性参考系——地面)看来,小球并没有运动,但是在火车上的人看来,小球沿着与火车运动方向相反的方向在运动,且加速度和火车的加速度大小相等,方向相反,对小球进行受力分析,小球只受到了重力和支持力的作用,且这两个力在竖直方向上是平衡的,根据牛顿第一定律,除非有外力施加,物体的运动速度不会改变。
因此,小球无论如何都是不会运动起来的',但是事实上车上的人确实会看到小球在动。
惯性力不是力,可是为什么惯性力对物体有实实在在的作用?

导读:惯性力不是力,可是为什么惯性力对物体有实实在在的作用?这个问题值得深思,这是链接量子力学和相对论的一把钥匙。
铺垫文:惯性力,是指当物体有加速度时,物体具有的惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,而此时若以研究对象为参考系,并在该参考系上建立坐标系,看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在研究对象上令研究对象在坐标系内发生位移。
在非惯性系中牛顿运动定律不成立,所以不能直接用牛顿运动定律处理力学问题。
若仍然希望能用牛顿运动定律处理这些问题,则必须引入一种作用于物体上的惯性力。
大统一理论(grand unified theories,GUTs),又称为万物之理,由于微观粒子之间仅存在四种相互作用力,万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。
理论上宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。
通过进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论或模型称为大统一理论。
这一理论最初源于电磁的研究,麦克斯韦研究证明它们是电磁现象的同一种基本相互作用的两个方面,可以用同一组方程式加以描述。
到20世纪中叶前,这一描述又改进到包括了量子力学效应,并以量子电动力学(QED)形式出现。
正文:有人可能会问,为什么不把引力理解为类似惯性力这样的存在呢?其实很简单,理解为“惯性力”这样的存在,问题依然多,引力子,引力量子化,统一场论……都依然不能实现。
有的同学会提问,不能实现就不能,非要实现统一场论吗?当然,这不是必须要实现的。
但是从逻辑和哲学上来说,万物是有联系的,我们在相信这个哲学认识的前提下,自然而然的就能想到把基本力联系起来,可是现在联系不起来。
该怎么办呢?两个方向,其一是继续“深化改革”,从现有理论入手;而另一个方向是干脆放弃现有理论,另起炉灶,另辟蹊径来完成大统一理论。
于是弦论就应用而生,弦论中传递基本的力不再是各式各样的粒子了,而是一根根振动的“弦”。
同样,该理论带来惊喜的同时,也带来了问题,那就是高维度问题,而且不是一般地高。
惯性在受力时的表现

惯性在受力时的表现
答案:
1、仍保持原惯性不变。
即保持原来运动的状态不变。
2、惯性是指物体具有保持原来运动状态不变的性质。
惯性是物体固有的属性,任何物体任何情况下都有惯性,惯性不是力,它的大小只与物体质量有关质量大惯性大,与其他没有关系。
3、惯性有利有弊,只有大小,没有方向。
延伸:
物体的质量越大惯性越大,惯性大的物体,它的运动状态改变就会更加困难。
一个物体静止时,想要使它运动起来,对于惯性大的物体,就需要用更大的力才能使它达到一定的速度,同理,想要使它静止下来,也会更加困难。
惯性是物体的固有属性,只和物体的质量有关系。
有关惯性力的论述

有关惯性力以及科里奥利力的论述【摘要】:惯性力是指当物体加速时,惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,若是以该物体为坐标原点,看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上,因此称之为惯性力,而科里奥利力也不存在,是惯性的结果。
【关键词】:惯性,惯性力,科里奥利力,惯性参考系,非惯性参考性。
【引言】:惯性力实际上并不存在,实际存在的只有原本将该物体加速的力,因此惯性力又称为假想力。
它概念的提出是因为非惯性系中,牛顿运动定律并不适用。
但是为了思维上的方便,可以假象在这个非惯性系中,除了相互作用所引起的力之外还受到一种由于非惯性系而引起的力——惯性力。
如果物体相对于匀角速度转动的参考系而言,不是静止的,而是在做相对运动,那么在该转动参考系中的观测者看来,物体除了受到惯性离心力的作用外,还将受到另外一种附加的力——科里奥利力的作用。
【内容】:一、首先论述一下惯性力1、举个例子,当我们乘坐汽车时,如果汽车急刹车,我们会不自主的向前倾,感觉仿佛有一个力把你向前推,但是这个力并不真正存在,人们把这个力认为是惯性力。
事实是:汽车刹车时轮胎与地面摩擦而使汽车减速,实际上并没有力推乘客,这只是惯性在不同坐标系统下的现象。
2、假如这里脱离了任何天体的引力,飞船在靠惯性飞行。
那么飞船里的人和一切物体都处于“失重”状态,可以飘在空中,从手里松开的任何东西也不会往下落。
如果飞船又开动了火箭,以一定的加速度向前飞行,那么飞船里的人又感到有了“重量”,原来在空中漂浮的东西又纷纷加速下落,这说的是物体受到惯性力加速下落的情形。
3、惯性力的引入是牛顿力学的一大耻辱,它是为了弥补在非惯性参考系中物体的运动不满足牛顿运动定律而引入的假想力。
4、设想有一静止的火车,车厢内一光滑桌子上放有一个小球,小球本来是静止的;现在火车开始加速启动,在地面上的人(显然他选用了一个惯性参考系——地面)看来,小球并没有运动,但是在火车上的人看来,小球沿着与火车运动方向相反的方向在运动,且加速度和火车的加速度大小相等,方向相反,对小球进行受力分析,小球只受到了重力和支持力的作用,且这两个力在竖直方向上是平衡的,根据牛顿运动定律,小球无论如何都是不会运动起来的,但是事实上车上的确实会看到小球在动。
力学中的惯性力与圆周运动半径

力学中的惯性力与圆周运动半径力学是研究物体运动的科学,而惯性力和圆周运动半径是力学中的重要概念之一。
本文将介绍惯性力和圆周运动半径的概念,并探讨它们之间的关系。
一、惯性力的概念惯性力是指物体由于惯性而产生的看似存在的力,实际上是由于物体的非惯性参考系引起的。
在非惯性参考系中观察物体的运动,会出现看似存在的力,这就是惯性力。
惯性力的方向与物体的加速度方向相反。
在力学中,最典型的惯性力是离心力和向心力。
离心力指的是物体在旋转参考系中发生的看似向外的力,而向心力指的是物体在圆周运动中发生的看似向内的力。
下面我们将着重讨论向心力和圆周运动半径的关系。
二、向心力与圆周运动半径的关系在圆周运动中,物体受到一个向心力的作用,使其沿着圆周轨迹运动。
向心力的大小与物体的质量和圆周运动半径有关。
向心力的计算公式为:F = m * a其中F表示向心力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
在圆周运动中,向心加速度a被定义为:a = v^2 / r其中v表示物体的速度,r表示圆周运动的半径。
将向心加速度代入向心力的计算公式中可得:F = m * v^2 / r由此可见,向心力与圆周运动半径呈反比关系。
当圆周运动半径增大时,向心力减小;反之,当圆周运动半径减小时,向心力增大。
三、惯性力与圆周运动半径的关系惯性力与圆周运动半径之间也存在一定的关系。
在非惯性参考系中观察圆周运动时,会出现一个等效的向内的力,即惯性力。
惯性力的大小与圆周运动半径及角速度有关。
惯性力的计算公式为:F' = m * ω^2 * r其中F'表示惯性力,m表示物体的质量,ω表示物体的角速度,r 表示圆周运动的半径。
由上述公式可以看出,惯性力与圆周运动半径呈正比关系。
当圆周运动半径增大时,惯性力也增大;反之,当圆周运动半径减小时,惯性力也减小。
综上所述,惯性力与圆周运动半径有着密切的关系。
当物体进行圆周运动时,物体受到向心力的作用,向心力与圆周运动半径呈反比关系。
汽车行驶中的惯性力问题分析

汽车行驶中的惯性力问题分析当代,人们的物质生活日益丰富,家庭轿车也相对普遍。
接下来将讨论汽车在平地行驶时的惯性力的问题。
我们不妨先假设汽车为一刚体系,其质量为m ,质心C 距离地面h ,每个轮子所受恒定的摩擦力为F s ,与质心水平距离均为d ,根据汽车行驶的状态不同,可以分三个阶段讨论:1、汽车处于启动阶段; 选取整辆车为研究对象,受力分析如右图(1),汽车发动机所提供的拉力为F ,若忽略车轮的转动,则易知整个刚体系作匀加速的平移运动,加速度为a 1,对车加惯性力F I1,其大小为 F I1=ma 1 根据达朗贝尔原理,列平衡方程∑F x =0,F - F I1 - 4F s =0 ∑F y =0,4F N – mg =0∑M C =0,-4M 1 + 2F N d –2F N d –4F s h =0可以求得a 1=(F-F s )/m ;F N =mg/4 ;M 1=-F s h .2、汽车处于平稳行驶阶段;此时汽车处于匀速运动阶段,整个刚体系的加速度a =0,故其附加惯性力亦为零,汽车处于平衡状态。
3、汽车处于减速阶段;同样,选取整辆车为研究对象,受力分析如图(2),此时汽车开始制动,发动机不提供动力,若忽略车轮的转动,则整个刚体系作匀减速的平移运动,加速度为a 2,对车加惯性力F I2,其大小为 F I2=ma 2 根据达朗贝尔原理,列平衡方程∑F x =0,F I2 - 4F s =0 ∑F y =0,4F N – mg=0∑M C =0,-4M 2 + 2F N d –2F N d –4F s h =0可以求得a 2=4F s /m ;M 2=-F s h =M 1 .若要求出某个瞬时汽车行驶的速度,则可以结合汽车在一段时间内行驶的路程,利用动能定理便可求出。
F I1 a 1 m g F s F s F N F N v 1图(1)F C A B M 1M 1y F I2 m g a 2 v 2 C B A F N F s F s 图(2)M 2 M 2 F N。
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z I 2 } = z
t/ -c j x v
,
—
众所周 知 ,引力质量是根据地 球引力 的大小 ,也 就是重力来测量 的 ,它是物体本 身所 固有 的属性 ;由 牛顿运动方 程 F= 定 义的质量称为惯性质量 . 按定 义 ,引力质 量和惯性质量是 两个 不 同的概念 .但 是 ,
速度 、动量 、能量 的变换式 如下 :
作者 简介: 吕延会 ( 9 3 ) 16 ~ ,男,河南南阳人 ,南阳理 工学院教 育学院高级讲 师
维普资讯
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2 2・
吕延会 :关于 陨性 力的讨论
X l - v t
否定惯性力 的真实性 ,显 然是站不住脚 的
维普资讯
第 2卷 3
第 2期 Leabharlann 一 天 中 学 刊
J u a f a z o g om l n hn o Ti
Vbl23 N O. _ 2 A p . 08 r 20
20 0 8年 4月
关 于惯性力 的讨 论
吕 延 会
( 南阳理 工学院 ,河 南 南阳 4 3 6 7 0 1)
摘 要 : 论 述 了惯 性 力 的真 实性 与 虚 拟 性 ,指 出惯 性 力 不是 某 个 具 体 物 体 的 作 用 , 而 是 “ ” 的 一 种 相 互作 用 场
关键 词 :惯性 力;真 实力;假 想力 ;等效原理 中图分类号 :03 1 文献标 识码 :A 文 章编号 : 10 —2 12 0 ) 20 2 .2 0 65 6 (0 8 0 —0 10
收 稿 日期 :2 0 .1 7 0 7 1— 0
在经 典力学 中, 力被 定义为 “ 物体 间的相互 作用” , “ 力不随参照系的选取而发生变化 ” 但 是 , 。 根据狭义
相对论 ,力与参照 系的选 取有关 ,下 面我们证 明这一
点。
由于
F= Pd= (  ̄ d ・ d/t dm ) t /
一 V
1 Jc -u 2 — — 一 v—
伽利 略发现 引力质量不 同的物体 ,下落 的加速度 却相
; =1
-
vxc u/2
() 3
同 ,这个 事实被解释 为引力 质量与惯性质量 是成正 比 例 的.爱因斯坦从 引力质量 和惯性质量相 等这 一点 出
鲁
=
发 ,得 出了等效原理 :惯性 质量和 引力质量 原本就是
一
性 力不是 “ 虚拟 ” 假想 ”的 ,而是客观存在 的. 、“ () 1 通常所说 的 “ 真实力 ” 是指 两物体间 的相互作用 , 它遵从牛顿第 三定律 ,总是成对 出现 .然而 ,惯性力 并非通常 意义下物体与物体 间的相互 作用 ,它没有 反 作用力 ,不满 足牛顿第三定律 .另外 ,根据经典 力学 的定义 ,力不随参照系 的选取 而改变 ,但是惯性 力却
其 中 户为作用在质点 上的主动力 , 为质点所受 的约 束反力 ,户 为惯性 力 。 国内外 教材大多给惯性 力附加种种别名 ,如 “ 假 想力 ” 虚拟力”等 。强调惯性 力 “ ”或 “ ” 、“ 假 虚 ,其 用 意不外乎告诉 人们 ,要将惯 性力与那些有具 体施力 者的 “ 真正的”力 区分 开来 。惯性力究竟 是真实的还 是虚假的 ,历来是从事力学研究 的人们讨 论的焦点 。 力有两种作用效果 ,一个是使物体发 生形变 ,一 个是使物体产生加速度 。() 1 式表 明惯性力可使物体产 生加速度 , 由此不难推 出惯性 力也可使物体发生形 变 。 从力的作用效果角度看 ,惯 性力是真实 的力 。 人们 的主观感 受和经验事 实鲜 明地显示 出非惯 性 系中惯性 力的存在 。例如 ,汽 车突然刹车时 ,车里 的 人会感 到有使 人向前倾 倒的 “ 推力” 汽 车突然起 动时 , ;
m 为牵连惯性力 ,一 称 为科里奥利惯 性力 . a称
惯性 力的定义为 ‘ m— 从 惯性 力的这一定义 =一 l T 1.
在形式 上 ,() 与惯 性系 中的质点 动力学 方程相同 . 1 式 看 ,它是以力 的形式体现 质点 自身 固有 的属性— —惯 性 ,故称之为惯性 力 .引人这种力 的 目的是为 了使牛
顿动力学方程在非惯性 系中成立 ( 形式上成立 ) 并且 ,
随参照 系的不同而具有不 同的形式 . 于这两 种原因 , 基
有人认 为惯性 力是一种 “ 假想” 的力 .
2 狭义相对论指 出 力与参照系的选取有 关
还能得到平衡形式 的动力 学方程 ( 达朗伯原理)
+ + F = 0 ’
同一 的 ,由加速度所 产生的惯性力 和重力 原则上是不
P - vc , E/ 2
可区分的 .科学 的发 展使 人们认识 到了物质存在 的两
=
种方 式 ,一种是通常 的物体 ,另一种是 传递相互作用
1 惯性 力真实性 问题 的分歧
又会感受 到有 向后的 “ 拉力 ” 某些 高速 运转 的机械零 ; 部件 ,在设 计制造时若 忽略惯 性力 的作用 ,往 往会导
牛顿运 动定律 是经典力学 的基础 ,牛顿运动定律 致 运转 失灵或遭受破坏 ;用简单 的测力计也 能客观地 成立 的参照 系称 为惯性系 ,反之 则称为非惯性 系 .在 测 定惯性力 的大小 .这 些事实说 明,非惯性 系 中的惯 非惯性 系中 ,质点 动力学 方程为 F— a =m a 一m 。 a ,
而在相对论 中 ,
: ; .
√一v ) 1(c /
设惯性 参照 系 s — 相对 于另一 惯性参照 系 s 一
O' '以速度 沿 轴运动 ,某一质点在 s系 中测得 xz y '
的动量 、能量分别为 和 ,在 S 系中测得的动量 、
能量 分别为 和 。由洛仑兹 变换 ,可以得 到坐标 、