《大学物理上教学课件》6.非惯性系

反，大小等于物体质量乘以非惯性系的加速度。
实验验证的必要性
03
通过实验验证可以帮助我们理解非惯性系中的物理现象，加深
对相对论和牛顿运动定律的理解。
实验验证的方法和步骤
准备实验器材
准备必要的实验器材，如滑轮、砝码、 弹簧秤等。
进行实验操作
按照实验方案进行操作，记录实验数 据。
设计实验方案
根据非惯性系中的物理现象，设计合 理的实验方案，包括实验目的、操作 步骤、数据记录等。
牛顿第二定律
总结词
在非惯性系中，牛顿第二定律的形式发生变化，需要加上一 个假想的惯性力来保持等价性。
详细描述
在非惯性系中，牛顿第二定律的形式会发生变化。为了保持 等价性，需要在方程中加上一个假想的惯性力。这个惯性力 的大小等于物体质量与非惯性系相对于惯性系的加速度的乘 积，方向与非惯性系加速度方向相反。
VS
详细描述
科里奥利力的大小计算公式为 F=2m×v×ω，其中 m 是物体的质量，v 是物体的速度，ω 是旋转参考系的角速度。
科里奥利力的应用实例
总结词
科里奥利力在气象学、地球物理学等领域有 广泛的应用。
详细描述
在气象学中，科里奥利力对气体的流动和天 气系统的形成有重要影响，例如旋风和龙卷 风的形成就与科里奥利力有关。在地球物理 学中，科里奥利力是解释地球自转和地球上 水循环的重要因素之一。
THANKS.
参考系变换的方法和步骤
确定变换关系
根据相对性原理和伽利略变换，确定 两个惯性参考系之间的变换关系。
转换物理量
将一个惯性参考系中的物理量（如速 度、加速度、力等）按照变换关系转
换到另一个惯性参考系中。
求解问题
在新的惯性参考系中，应用物理规律 求解问题。
参考系变换的应用实例
地球上的重力加速度
在地球上，由于地球自转的影响，不同纬度 处的重力加速度不同，可以通过参考系变换 来计算。
卫星轨道计算
在计算卫星轨道时，需要将地面坐标系中的 位置和速度转换到卫星轨道坐标系中，这涉
及到参考系变换。
非惯性系中的实验验
06
证
实验验证的基本原理
牛顿运动定律在非惯性系中不成立
01
在非惯性系中，牛顿运动定律不再适用，物体将受到额外的惯
性力作用。
惯性力与非惯性系的关系
02
在非惯性系中，物体受到的惯性力与非惯性系的加速度方向相
非惯性系与惯性系的关系
总结词
非惯性系和惯性系是相对的，而非惯性力是相对于某个非惯性系的。
详细描述
非惯性系和惯性系是相对的，一个参考系相对于另一个参考系可以是非惯性系，也可以是惯性系。在 非惯性系中，不受外力作用的物体受到假想的惯性力作用，这种力是非惯性力。因此，在非惯性系中 ，物体所受的力包括真实力和非惯性力。
《大学物理上教学课件》 6.非惯性系
目录
• 非惯性系的定义与特性 • 非惯性系中的牛顿定律 • 非惯性系中的科里奥利力 • 非惯性系中的相对论力学 • 非惯性系中的参考系变换 • 非惯性系中的实验验证
非惯性系的定义与特
01
性
非惯性系的定义
总结词
非惯性系是指相对于惯性参考系加速 运动的参考系。
详细描述
质能关系式的应用
核反应、粒子加速器、宇宙射线等高能物理实验中广泛应用质能关系式来解释和计算各 种现象。
非惯性系中的参考系
05
变换
参考系变换的基本概念
参考系变换
将一个惯性参考系中的物理量转 换到另一个惯性参考系中的过程。
相对性原理
物理规律在不同的惯性参考系中是 相同的。
伽利略变换
在低速情况下，不同惯性参考系之 间的变换关系。
非惯性系与惯性系相对，在非惯性系 中，不受外力作用的物体不会保持静 止或匀速直线运动状态，而是会受到 一种假想的惯性力作用。
非惯性系的特性
总结词
非惯性系的特性包括相对性、等效性和近似性。
详细描述
非惯性系具有相对性，即相对于不同的惯性参考系，同一非惯性参考系的表现形式也会有所不同；非惯性系也具 有等效性，即同一物体在多个非惯性系中受到的惯性力等效；此外，非惯性系在实际情况中具有近似性，即在实 际应用中，常常可以忽略非惯性力的影响。
相对论力学的基本方程
质能关系式、动量表达式、能量表达式等。
相对论力学中的时间膨胀和长度收缩逝会变慢，即时间膨胀现象。这是
由于相对论中时间和空间是相对的，时间的变化与物体的速度有关。
02
长度收缩
在高速运动或强引力场中，物体的长度会变短，即长度收缩现象。这是
由于相对论中时间和空间是相对的，空间的变化与物体的速度有关。
03
时间膨胀和长度收缩的实验验证
通过测量高速运动或强引力场中的原子钟和长度测量，可以验证时间膨
胀和长度收缩的现象。
相对论力学中的质能关系
质能关系式
E=mc^2，其中E表示能量，m表示质量，c表示光速。这个公式表明质量和能量之间存 在等价关系，物体的质量可以转化为能量，能量也可以转化为质量。
分析实验结果
对实验结果进行分析，比较理论与实 验结果的差异，得出结论。
实验验证的应用实例
01
02
03
自由落体实验
在非惯性系中，自由落体 实验将受到额外的惯性力 作用，可以通过实验验证 来探究这一现象。
滑轮实验
通过滑轮实验可以探究非 惯性系中的转动效应，进 一步理解惯性力的作用。
弹簧秤实验
在非惯性系中，弹簧秤的 读数将发生变化，可以通 过实验验证来探究这一现 象。
牛顿第三定律
总结词
在非惯性系中，牛顿第三定律仍然成立，即作用力和反作用力大小相等、方向 相反、作用在同一条直线上。
详细描述
在非惯性系中，牛顿第三定律仍然成立。作用力和反作用力仍然大小相等、方 向相反、作用在同一条直线上。这是因为第三定律是建立在牛顿第一定律的基 础上的，而第一定律在非惯性系中仍然成立。
非惯性系中的牛顿定
02
律
牛顿第一定律
总结词
在非惯性系中，牛顿第一定律仍然成立，即物体将保持其运动状态不变，除非受 到外力作用。
详细描述
在非惯性系中，物体仍然遵循牛顿第一定律，即如果没有外力作用，物体会保持 其静止状态或匀速直线运动状态不变。这是因为非惯性系可以通过适当的参考系 变换转化为惯性系，而在惯性系中，牛顿第一定律成立。
非惯性系中的相对论
04
力学
相对论力学的基本原理
狭义相对论的基本假设
物理定律在所有惯性参考系中都是一样的，即光速不变原理；物 理体系的状态变化与所选择的参考系无关，即相对性原理。
广义相对论的基本假设
物理定律在所有参考系中都是一样的，即等效原理；物理体系的状 态变化与所选择的参考系有关，即广义协变原理。
非惯性系中的科里奥
03
利力
科里奥利力的定义
总结词
科里奥利力是由于物体在非惯性系中 运动时，受到惯性力的作用而产生的 力。
详细描述
当物体在旋转参考系中运动时，由于 相对运动的方向发生变化，导致物体 受到一个与相对运动方向垂直的力， 这个力即为科里奥利力。
科里奥利力的计算方法
总结词
科里奥利力的大小与物体的质量、速度 和旋转参考系的角速度有关。