大学物理：§2.3 惯性系与非惯性系

N sin Ma
Fa惯
(mMa
N NM
m m
)g sin sin2
N
Mmg cos M m sin2
(解毕)
2'40"Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
四、惯性力实验
观看录像 ………
P. 12 / 14 .
3'42" Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
能z 确定该z惯' 性系相对于其
他惯性系是否在运动。
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 7 / 14 .
三、非惯性系中牛顿定律的有条件应用
【定义】：惯性力
y
Βιβλιοθήκη Baidu
a
F惯 ma
大小：ma
o 0
F惯
x
方向：与 a 反向。
则：在非惯性系中对物体进行受力分析时，额外引 入惯性力，即可直接应用牛顿定律。
P. 13 / 14 .
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 14 / 14 .
1. 牛顿定律只适用于惯性参照系；
2. 牛顿第二定律在两种坐标系中的形式：
直角坐标系： Fx max ; Fy may ; Fz maz
自然坐标系：
Fn
man
m
v2
;
F
m
dv dt
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 5 / 14 .
地面参照系： 地面是近似的惯性系，而不是严格
的惯性系，因为地球有自转角速度
≈7.3×10-5 rad/s ，由于地球的自转，
地球上的物体有法向加速度。
FK4参考系 FK4参考系是以选定的1535颗恒星的 平均静止的位形作为基准的参考系， 是比以上参考系都严格的惯性系。
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 8 / 14 .
地面参照系 转台参照系
惯性系: T 0 ，且 an 0 T man
满足牛顿定律！
非惯性系: T 0 ，但 a 0 引入：F惯 man ，则
T F惯 man man 0 ma
满足牛顿定律！
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 4 / 14 .
☻相对于惯性系作匀速直线运动的参照系皆为惯性系。
☻牛顿定律只适应于惯性参照系。
☻常见的惯性参照系：太阳参照系、地心参照系、地
面参照系等。
z
地心参照系
a地心 6 102 m / s2
o
y
x
所以地心参照系近似为惯性参照系。
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 9 / 14 .
1.惯性力不是客观存在的力，是虚拟力，所以惯性力
无反作用力。
2.只有在非惯性系中，物体才受到惯性力的作用。
3.在非惯性系中应用牛顿定律
(
F
F惯
)
ma
时，必
须注意 a是物体相对于非惯性系的加速度，由此求
出的 v、r 也是相对于非惯性系而言的。
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 10 / 14 .
自然现象中的惯性力
☻表观重力： G P引 F惯 与纬度值有关。
P引
G
F惯
☻潮汐： F P引 F惯 一日两次涨落
回交头叉潮
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 6 / 14 .
二、力学相对性原理
设 两惯性系的相对速度:
u
常矢量
x v
vx
ut u
dv dt
dv dt
0
F
ma
ma
F
对y于S不同惯y'S性' 系u，牛顿 力学的u规t 律都具有P相同的 形作o式的，任在何一力o'惯学x性 实x '系 验内 ，部 都x 所 不x '
定律。
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 3 / 14 .
☻相对于惯性系作匀速直线运动的参照系皆为惯性系。
☻牛顿定律只适应于惯性参照系。
☻常见的惯性参照系：太阳参照系、地心参照系、地
面参照系等。
z
太阳参照系
y
o
x 太阳绕银河系ω≈8.0×10-12 rad/s 。
P. 11 / 14 .
例 已知θ，m，M，光滑斜面及光滑地面。当物体下滑
时，求物体相对于斜面的加速度及其对斜面的正压力。
解
设
a
：斜面相对于地面的加速度；
a：物体对斜面的加速度。
F惯 ma
N
y
N
F惯 a'
o ) mg
Mg
x a
N
mF惯acos mg sin -ma N mF惯asin mg cos 0
3.牛顿定律应用的三类问题：
(1) 已知力求运动; (2) 已知运动求力; (3) 综合类问题。
4.惯性系：满足牛顿第一定律的参照系为惯性参照系。
5.在非惯性系中应用牛顿定律时必须额外引入惯性力。
(The end)
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
P. 1 / 14 .
Chapter 2. 质点作动力者学：杨茂§田2. 3 惯性系与非惯性
一、惯性系与非惯性系定义
P. 2 / 14 .
惯性参照系：该参照系中的任何物体若不受外力作用
或合外力为零时，该物体只作匀速直线
运动或保持静止状态，即满足牛顿第一