资料卡:惯性参照系
惯性参照系名词解释
惯性参照系名词解释惯性参照系是指以物体为参考系的非惯性系。
其实它就是一种坐标系,但它与常规坐标系有很大的区别,常规坐标系只有x、y、 z三个坐标轴,而惯性系则有四个坐标轴,即x、 y、 z、 r (惯性坐标轴),同时还有惯性原点,可见其独特之处。
下面来给你介绍几个惯性参照系: 1、地球静止系。
由于地球自转,故地球上的任何点都有一个固定的正北点,即地轴通过的地方,这个地方称为地轴。
地轴不是一条直线,而是一个极小的圆,叫做黄赤交角,这个角度随时间和地点而变化。
惯性参照系是在惯性系中不同点的位置相同的参考系。
那么除了惯性系之外,还有没有非惯性参照系呢?当然有!其特点如下:2、天文静止系。
3、非惯性系的特点。
①点的坐标与其在该参照系中的坐标不同;②不同点的时间间隔不同;③物理量的单位不同;④在不同参照系中,时间的流逝速率不同,或方向不同。
现举例说明,其目的是使同学们更好地掌握此概念。
( 1)水星的公转周期约为88.7d,故运动轨道是椭圆,太阳在椭圆轨道的长轴上,近日点时角速度达到最大,称为水星近日点进动。
它的椭圆形轨道与太阳的平均距离约为165.5日地距离,平均运行速度约为186km/s。
( 2)对地飞行物的水平飞行的航线,假设为一条抛物线,其末端落在两个焦点之内,称为极轨道。
运动的情况有四种:①落在一个焦点之内;②落在两个焦点之内;③落在焦点之外;④落在极点。
4、什么是动力学基本方程?其主要内容是:牛顿第二定律f=ma式中A为质量; m为物体的质量; G为牛顿第二定律; f为物体所受合外力的冲量; a为物体质心至质点的距离。
将物体作为惯性系,在基本方程的表述中,引入坐标、时间,而且引入力、加速度等变量。
总之,牛顿第二定律表示为物体具有惯性力,力的冲量就是物体受到的力,因此,引入动量变量,就是为了研究物体运动时所产生的惯性力和惯性力的冲量。
同时,引入动量变量也是为了研究物体间的相互作用。
当然,通过引入加速度和力、质量等变量,可以求解力学问题,从而进行研究,达到我们的目的。
惯性参照系
惯性参考系的认识惯性系的定义对一切运动的描述,都是相对于某个参考系的。
参考系选取的不同,对运动的描述,或者说运动方程的形式,也随之不同。
人类从经验中发现,总可以找到这样的参考系:其时间是均匀流逝的,空间是均匀和各向同性的;在这样的参考系内,描述运动的方程有着最简单的形式。
这样的参考系就是惯性系。
朗道《场论》(主要是相对论电动力学)给出的定义:牛顿第一定律成立的参照系叫做惯性系。
(原文没有用牛顿第一定律,而是直接说在这样的参照系中,一个不受相互作用的粒子将保持静止或匀速直线运动)。
这个定义在牛顿力学和狭义相对论中均适用。
这样①牛顿第一定律定义了惯性系②牛顿力学在惯性系中成立。
(在相对论中,第二条只要修正为麦可斯韦方程组和相对论力学在其中成立即可)这样就不存在逻辑循环的问题,同时也可以说明,牛顿第一定律不是牛顿第二定律在F=0时的特殊情况。
在空间内,相对于任何参考点(静止中或移动中),一个运动中的粒子的位移、速度、和加速度都可以测量计算而求得。
虽然如此,经典力学假定有一组特别的参考系。
在这组特别的参考系内,大自然的力学定律呈现出比较简易的形式。
称这些特别的参考系为惯性参考系。
惯性参考系有个特性:两个惯性参考系之间的相对速度必是常数;相对于一个惯性参考系,任何非惯性参考系必定呈加速度运动。
所以,一个净外力是零的点粒子在任何惯性参考系内测量出的速度必定是常数;只有在净外力非零的状况下,才会有点粒子加速度运动。
问题是,因为万有引力的存在,并无任何方法能够保证找到净外力为零的惯性参考系。
实际而言,相对于遥远星体呈现常速度运动的参考系应是优良的选择。
惯性系判定一个参考系是不是惯性系,只能由试验确定。
最基本的判据就是牛顿运动定律成立与否。
根据伽利略相对性原理,和一个惯性系保持相对静止或相对匀速直线运动状态的参考系也是惯性系。
在实践中,人们总是根据实际需要选取近似的惯性参考系。
比如,在研究地面上物体小范围内的运动时,地球是一个很好的惯性系。
惯性参照系
惯性参照系在第一单元中,我们提到过,运用运动学规律来讨论物体间的相对运动并计算物体的相遇时间时,参照系可以任意选择,视研究问题方便而定。
运动独立性原理的应用所涉及的,就是这一类问题。
但是,在研究运动与力的关系时,即涉及到运动学的问题时,参照系就不能任意选择了。
下面两个例子中,我们可以看到,牛顿运动定律只能对某些特定的参照系才成立,而对于正在做加速运动的参照系不再成立。
如图所示,甲球从高h 处开始自由下落。
在甲出发的同时,在地面上正对甲球有乙球正以初速0v 做竖直上抛运动。
如果我们讨论的问题是:两球何时相遇,则参照系的选择是任意的。
如果选地面为参照系,甲做自由落体运动,乙做竖直上抛运动。
设甲向下的位移为1s ,乙向上的位移为2s ,则t v gt t v gt s s h 020221)21(21=-+=+= 得 0v h t = 若改选甲为参照系,则乙相对于甲做匀速直线运动,相对位移为h ,相遇时间为0v h t =,可见,两个参照系所得出的结论是一致的。
如果我们分析运动和力的关系。
若选地球做参照系,甲做自由落体运动,乙做竖直上抛运动,二者都仅受重力,加速度都是g ,而g m G m F a ===,符合牛顿第二定律。
但如果选甲为参照系,则两物皆受重力而加速度为零(在这个参照系中观察不到重力加速度),显然牛顿第二定律不再成立。
再如图所示,平直轨道上有列车,正以速度v 做匀速运动,突然它以大小为a 的加速度刹车。
车厢内高h 的货架上有一光滑小球B 飞出并落在车厢地板上。
如果我们仅研究小球的运动,计算由于刹车,小球相对于车厢水平飞行多大距离。
若选地面为参照系,车厢做匀减速运动,向前位移为1s 。
小球在水平方向不受外力,做匀速运动,位移为2s ,在竖直方向上做自由落体运动,合运动为平抛运动。
2s 与1s 之差就是刹车过程中小球相对于车厢水平飞行的距离。
22001221)21(at at t v t v s s x =--=-= g h t 2=若改选小球做参照系,水平速度v 观察不到,车厢相对于小球做大小为a ,方向向车前进反方向的,初速为零的匀加速运动。
牛顿运动定律惯性参照系
2
d 2S2 dt 2
A
a1 2a2
T1 T2 T
m1
B m2
a1
2 2m1 4m1
m2 m2
g
2.45m
s1
a2
2m1 4m1
m2 m2
g
1.23m
s1
T 3m1m2 g 11.0N 4m1 m2
(2) T1 T2 N 0, T1 T2 T ,
(2)定滑轮A的固定轴上受到的压力. A
m1
B
m2
A m1 解
T2 T2
N
T1
B m1
a1 m2
a2 A
m2
G1
G2 T1 T2
(1)
对m1 : 对m2 :
m1g T1 m1a1 2T2 m2 g m2a2
s1 2s2 ,
d 2S1 dt 2
FT cos mg 0
r l sin
FT mω2l
cos
mg
m 2l
g
2l
θ
arccos
g ω2l
P43,T1
m1g T m1a T m2g m2a
F m1g F T T m2g m2a
B
a m1 m2 g m1 m2
解 FT mg cos man
2
an l
mg sin mat
FT
mg cos
m 2
l
mg sin ds m ds dv
惯性参照系与非惯性参照系
惯性参照系与非惯性参照系凡是牛顿运动定律能够适用的参考系称为惯性参照系(惯性系),反之,牛顿运动定律不适用的参考系称为非惯性参考系(非惯性系)。
摘自360百科《非惯性参照系》。
牛顿力学的基础就是惯性认识,惯性参照系是研究物体、星体运动规律的关键,可以说宇宙中的一切物体运动都是受制于物理环境的,因此不同的物理环境就是不同的惯性参照系,特别是选择惯性参照系的过程中此前的认识根本就不太考虑物理环境对相关研究对象的影响,有些认识甚至认为运动是相对的就可以互为运动的参照,而事实上,运动的参照系是不可以互选的,甚至根本就不能以研究对象作为运动的参照。
研究物体、星体、星系运动必须以产生各种物理环境的主要物体、星体、星系作为运动的参照,只有以产生相关的物理环境作为运动的参照才能正确认识自然的运动,因此宇宙中根本就不存在什么“非惯性参照系”,“牛顿运动定律不适用的参考系称为非惯性参考系(非惯性系)。
”之说显然不成立,因为宇宙中根本就不存在非物理环境,也就是说物理的宇宙根本就没有什么非惯性参考系,非惯性参考系只在在于一些人的幻想中,惯性是物体在物理环境中的基本现象,无论离其它物质物体多远其惯性强度可以发生改变而永远大于零。
惯性强度与牛顿力学或经典力学中的物体的“惯性质量”是成正比的,但是并不与牛顿力学或经典力学中的“引力质量”成正比。
在物理世界中有惯性强度的不同,因此也就要惯性参照系的不同,研究物体运动必须选择正确有效的惯性参照系,惯性参照系选择不当,其研究结果必然走偏。
而且特别要注意的是,不同的物理环境是很难等效的,因此《相对论》中的相对性原理研究不同空间的物体运动是不科学的,得到的结论必然也经不起检验。
不同宇宙空间中物质物体、星体星系间的任何相互作用都会或多或少受到不同空间环境其它物质物体、星体星系的影响,而且各种物质物体、星体星系随时都是运动和变化着的,绝对的等效几乎不存在。
所以真正不适应研究物理环境运动规律的是《相对论》、《量子力学》。
惯性参考系分析
惯性参考系分析惯性参考系是物理学中的一个重要概念,它在分析物体的运动时起到了至关重要的作用。
本文将介绍惯性参考系的概念、特点以及与非惯性参考系的区别,并通过几个例子来进一步解释。
一、惯性参考系概述在物理学中,我们通常通过参考系来描述和分析物体的运动状态。
惯性参考系是指一个相对于物体保持静止或者做匀速直线运动的参考系。
在惯性参考系中,牛顿运动定律成立,这意味着物体只受到外力的作用,自身不受到任何额外的力。
二、惯性参考系的特点1. 平直性:惯性参考系是一个平直的坐标系,可以用笛卡尔坐标系表示。
在这个坐标系中,时间与空间是独立的,运动轨迹可用直线或曲线表示。
2. 匀速性:惯性参考系中物体的运动是匀速的,即物体的速度大小和方向保持不变。
这意味着物体在同一直线上以恒定速度运动,或者保持静止。
3. 牛顿定律适用性:在惯性参考系中,牛顿定律成立。
即物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
三、惯性参考系与非惯性参考系的区别非惯性参考系是相对于物体做非匀速运动的参考系,此时物体会受到惯性力的作用。
惯性力是一种由于参考系的加速度而引起的惯性效应。
在非惯性参考系中,物体受到两种力的作用:外力和惯性力。
惯性力的大小和方向与参考系的加速度成正比,与物体的质量成反比。
它的作用是使物体的运动方向与参考系保持一致,以保持牛顿定律在非惯性参考系中的适用性。
四、惯性参考系分析的应用1. 宇航员在太空中的运动分析:宇航员在太空中相对于地球做匀速直线运动,可将地球作为参考系进行惯性参考系分析。
2. 汽车的刹车距离分析:在车辆做匀速直线运动时,可以将地面作为参考系,分析刹车距离与刹车力之间的关系。
3. 弹射物的轨迹研究:通过将地面作为参考系,分析弹射物的运动轨迹,可以研究弹射速度与射程之间的关系。
综上所述,惯性参考系在物理学中起着关键作用。
通过惯性参考系分析,我们能够更好地理解和描述物体的运动状态。
了解惯性参考系的概念、特点以及与非惯性参考系的区别,对于深入理解物理学原理和解决实际问题具有重要意义。
物理惯性知识点总结
物理惯性知识点总结1. 惯性定律惯性定律是经典力学的基础定律之一,也被称为牛顿第一定律。
它描述了一个物体在没有外力作用下会保持它的运动状态或静止状态,即如果物体处于静止状态,它将保持静止状态;如果物体处于匀速直线运动状态,它将保持匀速直线运动状态。
这个定律表明了物体的惯性特性,也就是说物体具有一种“固有的”性质,会保持其原有的状态。
这个定律的重要性在于它为后续的牛顿运动定律和运动方程提供了基础,也为我们理解物体在运动中所表现出的行为提供了依据。
2. 惯性参考系惯性参考系是描述物体运动的参考系,它具有以下两个特点:一是它是一个惯性参考系,即在这个参考系中,牛顿运动定律成立,物体在这个参考系中表现出的运动状态符合惯性定律;二是它是一个惯性参考系,即在这个参考系中,物体没有受到任何外力的作用或者受到的外力平衡,从而保持匀速直线运动或静止状态。
对于惯性参考系的选择,通常我们会选择地面参考系作为我们的参考系,因为地面参考系相对于地球来说是惯性参考系,而在这个参考系中的运动状态是比较容易观测和描述的。
但在一些特殊情况下,比如相对论力学中的情况,我们需要考虑特殊的惯性参考系,以使得牛顿运动定律在这个参考系中依然成立。
3. 牛顿运动定律牛顿运动定律是经典力学的基础定律之一,它描述了物体在受到外力作用时所表现出的运动状态。
具体来说,牛顿第二定律描述了一个物体受力时所表现出的加速度与所受外力的关系:F=ma,即物体所受的合外力等于物体的质量与加速度的乘积。
这个定律揭示了物体受力时的运动规律,也为我们提供了计算物体在受力情况下的运动状态的方法。
同时,牛顿第三定律描述了物体相互作用的力,即两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
4. 惯性质量惯性质量是描述物体惯性特性的一个物理量,它与物体所受外力所产生的加速度成正比,即 F=ma。
惯性质量的大小为物体所受合外力与物体所产生的加速度之比,它是描述物体对于外力的反应程度的一个量度。
牛顿第一定律惯性与惯性参考系
牛顿第一定律惯性与惯性参考系牛顿第一定律是经典力学中的基础原理之一,也被称为惯性定律。
它表明一个物体如果不受到外力的作用,将会保持静止或匀速直线运动。
惯性参考系是指观察者观测物体运动时所处的参考系。
本文将探讨牛顿第一定律的概念以及如何确定惯性参考系。
1. 牛顿第一定律的概念牛顿第一定律简称为惯性定律或惯性法则,由英国物理学家艾萨克·牛顿在1687年提出。
它表明在没有外力作用的情况下,物体将保持其运动状态,即静止或匀速直线运动。
这意味着物体具有惯性,即一种抵抗状态改变的性质。
2. 惯性参考系的定义惯性参考系是指一个观测者进行物体运动观察时所选择的参考系。
在这个参考系中,牛顿第一定律适用,物体如果不受到外力,则保持静止或匀速直线运动。
这样的参考系被认为是惯性参考系。
3. 如何确定惯性参考系确定惯性参考系的关键在于排除非惯性力的影响。
非惯性力是指不是由物体自身作用力引起的力,而是由其他物体或参考系的加速度引起的力。
当存在非惯性力时,物体将会受到额外的力的作用,从而使牛顿第一定律失效。
为了确定惯性参考系,可以采取以下步骤:3.1 观察是否存在可见的力在选定的参考系中观察物体的运动,如果物体在不受外力作用下保持静止或匀速直线运动,则说明该参考系是惯性参考系。
如果观察到物体的运动状态发生变化,可能存在非惯性力的作用。
3.2 排除外力的干扰如果在观测中发现物体的运动状态发生改变,需要仔细检查是否有外力的作用。
外力可以通过实验设计、测量仪器等方式进行确定和排除。
只有排除了外力的作用,才能得到准确的惯性参考系。
3.3 持续观测运动状态通过持续观测物体的运动状态,可以进一步验证所选参考系是否为惯性参考系。
如果运动状态始终保持不变,则说明该参考系是惯性参考系。
4. 惯性参考系的意义惯性参考系的确立对于研究物体的运动规律和力学定律具有重要意义。
只有在惯性参考系中,牛顿力学定律才能得到准确应用。
通过确定惯性参考系,我们可以研究物体在不受外力作用下的自由运动规律,揭示自然界中的普遍定律。
惯性参照系
①牛顿第一定律定义了惯性系。
②牛顿力学在惯性系中成立(在相对论中,修正为麦克斯韦方程组和相对论力学在其中成立)。
惯性系符合的是与惯性定律描述一致但不是惯性定律的原理,即在惯性系中,不受外力时,一切物体总保持 与参考系的匀速直线运动状态或相对静止状态。惯性系中的惯性指的是相对于整个惯性系而言,不同惯性系中所 指惯性可能不同。例如惯性系中物体由于惯性保持相对静止状态,从另一个惯性系观察,物体作匀速直线运动。 相对静止的物体仍保持原有状态。可见不同惯性系有时所指的惯性不同。惯性系中的惯性称为相对惯性,与惯性 定律中惯性不同。惯性系中的惯性是相对于惯性系与其中的物体整体而言,惯性定律中惯性是物体自身的性质。
其他概念
非惯性系:也称非惯性参考系,是相对地面惯性系做加速运动的物体。在非惯性系中,牛顿第一定律并不成 立。
惯性加速度:非惯性系的研究难度比惯性系要大,为了方便对非惯性系的研究,引入惯性力的概念。若非惯 性系相对于地面的加速度为,则惯性加速度。通过在非惯性系中惯性加速度,可以让非惯性系等效于一个惯性系。
判定
一个参考系是不是惯性系,只能由实验确定。最基本的判据就是牛顿运动定律成立与否。根据伽利略相对性 原理,和一个惯性系保持相对静止或相对匀速直线运动状态的参考系也是惯性系。在实践中,总是根据实际需要 选取近似的惯性系。比如,在研究地面上物体小范围内的运动时,地球是一个良好的惯性系。实践表明,对于一 般工程技术中的动力学问题,与地球相固结的坐标系是一个很好的近似的惯性系。在研究太阳系中天体的运动时, 太阳是一个很好的惯性系。
[科普知识]惯性参考系与非惯性参考系
[科普知识]惯性参考系与非惯性参考系我们知道,任何物体的位置及变动,只有相对于事先选定的视为不动的物体而言才有明确的意义。
这种被选定的作为物体运动依据的物体称为“参考物”。
与参考物固连的三维空间称为“参考空间”。
参考空间和与之固连的钟的组合称为“参考系”。
那么什么是惯性参考系呢?牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中,把运动规律总结为三条我们熟知的牛顿运动定律。
那么问题来了,第一定律中所谓不受力作用的物体保持静止或作匀速直线运动,是相对什么参考系而言的?也就是说,第一定律在什么参考系中成立?显然,第一定律不可能相对任何一个参考系都成立。
比如两列并列同向行进的火车A和B,A相对地面作匀速直线运动,B相对地面作加速直线运动,那么A相对于B就不可能作匀速直线运动。
牛顿自己解释第一定律在“绝对空间”中成立,但脱离物质的绝对空间是没有意义的,至少是无法判定的。
而在承认第一定律正确的前提下,我们总能找到这样一个参考系满足第一定律。
从这个意义上来说:尽管第一定律定义了惯性系,并断言了惯性系的存在,但实际的惯性系究竟在哪里?如果我们能找到一个物体C,它不受任何其他物体的作用,那么若存在另一物体D,C相对D静止或作匀速直线运动,那么我们就可以说这个物体C是一个惯性参考系。
显然,物体D也应该是一个远离其他物体的物体。
但完全不受其他物体作用的孤立物体(群)是不存在的,也就是说理想惯性系并不存在。
习惯上把某些星体(群)作为惯性系,但真正孤立的星体(群)是不存在的,所以这种惯性系只是近似的惯性系。
而非惯性系,即:严格来说,现实中的参考系都是非惯性系。
比如相对加速行驶着的火车,或相对转动着的离心机的运动等等。
但在应用牛顿运动定律解决具体问题的时候,常视实际情况把地面等作为为惯性系,以便牛顿三定律能够成立。
这种近似在研究某些精度要求不太高的问题时是合理的。
而且在非惯性系引入适当的“惯性力”之后,牛顿运动定律依然适用。
地球是最常用的惯性系。
对惯性及惯性参考系的简单分析
对惯性及惯性参考系的简单分析惯性是物体本身的一种属性,与其他性质无关,惯性参考系需有参考,为相对的惯性参考系,本文主要对惯性和惯性参考系的概念进行了简单的分析。
惯性惯性参考系惯性力牛顿第一定律1. 引言惯性的由来即牛顿第一定律,且由此延伸到惯性参考系。
描述物体惯性的物理量是它们的质量。
物体质量越大,惯性越大,反之则越小。
惯性就是物体保持原来运动状态不变的性质。
还讨论了惯性与牛顿第一定律和力的关系。
地球在精确的精度下,并不能视为惯性参考系,惯性参考系的确定需根据实验和观察。
2. 正文牛顿第一定律:一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
这就是著名的牛顿第一定律。
牛顿第一定律表明:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的一种性质,我们把这个性质叫做惯性。
牛顿第一定律也叫做惯性定律。
牛顿第一定律包含了三个重要的概念:一是物体惯性,它是任何物体都具有保持其运动状态不变的性质,这种性质是物体自身固有的特性的反映。
二是给出了惯性参考系的概念,即惯性定律在其中成立的参考系为惯性参考系,牛顿第一定律是动力学的出发点,应当看作是一条独立的定律。
三是定性的提出了力的定义,即力是物体在惯性系中运动状态发生变化的一个原因[1]。
描述物体惯性的物理量是它们的质量。
物体质量越大,惯性越大,反之则越小。
惯性就是物体保持原来运动状态不变的性质,不论这种运动状态是静止还是平动或是转动。
由牛顿第一定律揭示出物体的惯性,一切物体都具有惯性。
2.1惯性与牛顿第一定律的区别惯性与牛顿第一定律不是同一概念,不能混为一谈。
它们的区别:惯性是一切物体固有的属性,是不依外界(作用力)条件而改变,它始终伴随物体而存在。
牛顿第一定律则是研究物体在不受外力作用时如何运动的问题,是一条运动定律,它指出了“物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因。
而惯性是“物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态”的特性;两者完全不同。
为何牛顿第一定律又叫惯性定律,是因为定律中所描述的现象是物体的惯性的一个方面的表现,当物体受到外力作用(合外力不为零)时,物体不可能保持匀速直线运动状态或静止状态,但物体力图保持原有运动状态不变的性质(惯性)仍旧表现出来。
3-1牛顿第一定律和惯性参考系.
二、孤立质点系统(由两质点组成)的运动
由于两质点的运动轨迹对称和时间对称性,因此
dr1 kdr2
dr1 dr2 k dt dt v1 kv2
dv1 kdv2
令常数
可见, (m1v1 m2v2 ) 是系统的具有守恒意义的物理量。
(m0 , m1 )系统 : m1 k1m0 常量
3-4 主动力和被动力 一、主动力
具有“独立自主”的方向和大小,不受质点所受其它
力的影响,处于“主动”地位的力—主动力.
二、被动力或约束反力
没有“独立自主”的方向和大小,由质点所受主动力
及运动状态而定,处于“被动”地位的力—被动力.
约束反力一般是未知力.
3-5 牛顿运动定律.伽利略相对性原理 一、牛顿运动定律 1.牛顿第一定律
系统有: dp dp1
m, m1 组成的孤立
二、质点动量定理
dp F Fi dt
特点
( 2)
瞬时性;迭加性;矢量性
三、力的冲量
1. 元冲量 dI Fdt 2. t0 t 时间内的冲量 t 冲量是力的时间积累. I F dt
四、质点的动 量
p mv
单位: kg.m.s
1
(千克•米/秒)
五、动量守恒定律 孤立“质点系统”的动量守恒, 即 或
dp d pi d mi vi 0 p pi mi vi 恒矢量
惯性、力、惯性参照系
惯性、力、惯性参照系
惯性、力、惯性参照系是物理学中的重要概念,它们在我们的日常生
活中也有着重要的作用。
惯性是指物体在没有外力作用的情况下,保持原有运动状态的能力。
它是物体运动的基本特性,也是物体运动的基础。
比如,当我们把一
个物体放在桌子上,它就会保持原有的位置,这就是惯性的作用。
力是指物体运动的基本原因,它可以改变物体的运动状态。
比如,当
我们用力把一个物体推动时,它就会发生运动,这就是力的作用。
惯性参照系是指在物体运动时,参照物的位置和运动状态。
比如,当
我们把一个物体放在桌子上,桌子就是参照物,它的位置和运动状态
就是惯性参照系。
惯性、力、惯性参照系在我们的日常生活中也有着重要的作用。
比如,当我们开车时,惯性参照系就是路面,它可以帮助我们更好地控制车
辆的运动方向;当我们拿起一个物体时,力就是我们的手,它可以帮
助我们把物体拿起来;当我们跳舞时,惯性就是我们身体的惯性,它
可以帮助我们更好地控制身体的运动方向。
总之,惯性、力、惯性参照系是物理学中的重要概念,它们在我们的
日常生活中也有着重要的作用,可以帮助我们更好地控制物体的运动
方向,更好地完成我们的日常活动。
惯性力与惯性参考系的概念
惯性力与惯性参考系的概念当我们坐在车上行驶时,我们会感受到一种被推动或者拉扯的力量。
同样地,当我们转弯时,我们也会感受到一股向外的力。
这些力量就是所谓的惯性力,它们是由于我们身体具有惯性而产生的。
惯性力是指物体在惯性参考系中所受到的虚拟力。
什么是惯性参考系呢?惯性参考系是指那些相对于具有惯性的物体保持静止或者匀速直线运动的参考系。
在这样的参考系中,物体受到的所有力只是由相互作用产生的。
因此,当我们坐在车上行驶时,我们感受到的惯性力实际上是由于我们所采用的参考系是车子自身的参考系而产生的。
为了更好地理解惯性力与惯性参考系的概念,我们可以通过一些具体的例子来说明。
想象一下我们坐在一辆旋转的摩天轮上。
当摩天轮加速时,我们会感受到一股向外的力,这就是离心力。
离心力是一种惯性力,它是由于我们身体具有惯性,而在旋转参考系中受到的虚拟力。
同样地,在转弯时,我们也会感受到一种向外的力,这就是所谓的向心力。
在转弯参考系中,由于我们身体具有惯性,所以我们会感受到这样的向外力。
当我们坐在汽车里转弯时,向心力的大小取决于转弯半径的大小和速度的平方。
当转弯半径减小或者速度增加时,我们所感受到的向心力也会增加。
另一个有趣的例子是,在高速行驶的火车上放置一个小球。
当火车突然减速或者停下来时,小球会向前滑动。
这是因为小球具有惯性,继续保持原有的运动状态。
当火车减速或者停下来时,小球仍然保持原有的运动状态,因此在惯性参考系中,小球会被推向车厢的前方,落在我们的视野中。
惯性力与惯性参考系的概念在物理学中具有重要意义。
了解这些概念可以帮助我们更好地理解物体在不同参考系下的运动规律。
在日常生活中,我们经常会感受到惯性力的存在,例如坐在车上行驶时感受到的推拉力。
这些现象的解释就可以归结为惯性力与惯性参考系的概念。
总而言之,惯性力与惯性参考系的概念是物理学中重要的概念。
通过理解这些概念,我们可以更好地解释日常生活中的一些现象,并深入了解运动规律。
惯性参考系与非惯性参考系中的动能定理(最全)word资料
惯性参考系与非惯性参考系中的动能定理(最全)word资料惯性参考系与非惯性参考系中的动能定理摘 要动能定理做为高中物理一条重要的规律,并没有提及在不同的参考系中使用的问题。
本文对惯性参考系和非惯性参考系中动能定理的表达式进行了探讨。
关键词:动能定理 惯性参考系 非惯性参考系 表达式质点动能定理的经典表述为:质点的动能的增量等于作用于质点的合力所做的功。
即:微分形式: ⎪⎭⎫⎝⎛=221mv d dW 积分形式:⎰⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛=vv mv d W d 02021 或: W =k E ∆在高中物理中并没有提及运用动能定理的参考系的选取,而一般情况下也都是选取地面为参考系,那么如果选取其他的参考系动能定理是否依然成立,下面对这个问题进行了探讨。
1. 惯性参考系中的动能定理所谓惯性参考系,就是适用于牛顿运动定律的参考系。
地球或静止在地面上的物体可以认为是惯性参考系,相对于惯性参考系作匀速直线运动的参考系也是惯性参考系。
经典力学认为,牛顿第二定律的数学形式与惯性参考系选取无关,那么作为牛顿第二定律重要推导—动能定律是否也与惯性参考系选取无关呢?在例1中求证,如图1两个参考系,地面为固定参考系O ',光滑木板以速度v 做匀速直线运动,木板为一惯性参考系O 。
一质量为m 的物体,在木板参考系O 中,0t 时刻初速度为1v ,在恒力F 的作用下,在运动方向上发生一段位移s ,1t 时刻速度增加到2v 。
1.1惯性参考系中功的计算功的定义为:r d F dW⋅=a) 在木板参考系即惯性参考系O 中:s F W ⋅=① b) 在地面参考系即惯性参考系O '中:由伽利略变换可知,位移vt s s +=',两参考系中时间相同212v v st +=()⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⋅=+⋅='⋅='212v v sv s F vt s F s F W ② 比较①和②可以看到W W '≠,即功的大小与惯性参考系的选取有关。
惯性和惯性参考系的概念
惯性和惯性参考系的概念惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。
惯性是物体的一种固有属性,与物体的质量有关。
质量越大的物体,惯性越大。
在物理学中,惯性定律,也称为牛顿第一定律,可以描述为:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
惯性参考系是物理学中选定的一个参考系,用来描述物体的运动状态。
在惯性参考系中,物体要么保持静止,要么以恒定速度做直线运动,除非受到外力的作用。
惯性参考系的特点是,在该参考系中,没有施加力来改变物体的运动状态。
在地球表面附近,由于地球的自转和公转,不存在完全理想的惯性参考系。
然而,在宇宙空间中,可以近似地认为星际空间是一个惯性参考系。
在研究物体运动时,选择合适的惯性参考系可以使问题简化。
例如,在地球上,我们可以选择地面或地面上的物体作为惯性参考系,来研究其他物体的运动。
总结来说,惯性是物体的一种固有属性,惯性参考系是描述物体运动状态的参考系。
在惯性参考系中,物体的运动状态不会受到外力的影响。
选择合适的惯性参考系可以使物理学问题更加简化。
习题及方法:1.质量为2kg的物体静止在地面上,受到一个4N的力作用。
求物体的加速度。
解题方法:根据牛顿第二定律,力等于质量乘以加速度,即F=ma。
将已知数值代入公式,得到a=F/m=4N/2kg=2m/s²。
所以物体的加速度为2m/s²。
2.一辆质量为1000kg的汽车以80km/h的速度行驶,突然刹车。
如果汽车刹车时的加速度为-5m/s²(负号表示减速),求汽车刹车到停止所需的时间。
解题方法:使用公式v = u + at,其中v是最终速度,u是初始速度,a是加速度,t是时间。
由于汽车最终停止,所以v=0。
将已知数值代入公式,得到0 =80km/h + (-5m/s²)t。
首先将速度转换为m/s,80km/h = 80 * 1000 / 3600 m/s = 22.22m/s。
惯性参照系
惯性参照系
惯性参照系是物理学的基本概念,是衡量物体在宇宙中的运动的重要参照系。
它的基本定义是,“相对于某一个参照系,不受任何外力的作用,而具有
恒定运行速度和方向的物体,就称为惯性系。
”惯性参照系可以用于描述物体
的运动方向和物体运动的速度。
惯性参照系是一个虚拟的概念,它不存在于外
部的物理环境中,而是一个抽象的概念。
惯性参照系也是宇宙中运动的最基本的准则。
它指的是,对于一个坐标系
而言,当它以一个固定的速度运动时,在这一参考系中,它会一直保持这样的
运动,而不会被任何外力所影响。
惯性参照系可以让我们清楚地理解物体运动
以及外力在物体运动中所产生的影响。
此外,在实际应用中,惯性参照系也非常重要。
它可以用来对导航、飞行
和航海中的物体实现定位和运动的控制。
它在其它运动学问题的应用中也能发
挥重要作用,如研究基于惯性参照系的物体运动,从而制定出有效的控制策略。
总之,惯性参照系是一个非常重要的概念,它是许多物理问题的基础,同
时也在实际应用中发挥着重要作用。
126惯性参考系
126 惯性参考系主题“惯性参考系”(inertial frame of reference)这一概念在中学和大学的物理教学中起到很重要的作用。
它被用在描述惯性定律中:“物体总保持静止或匀速运动,除非外界有力作用于它。
”这个定律只有当我们用合适的参考系来描述相应的运动时才成立。
这个合适的参考系就是惯性参考系。
那么,什么是惯性参考系?“在物理学中,惯性参考系(在拉丁语中,iners是懒惰和无力的意思)是这样的参考系,其中的物体保持匀速运动,除非有力作用于它。
”惯性参考系在近似条件下可以“实现”:“太空飞船是在理想的近似条件下实现的惯性参考系。
只要太空飞船在离开其他所有物体很远的星际空间运动并且自身不旋转时,它就是惯性参考系。
”缺点我们先来看惯性定律:“在没有受到外力作用时,物体的速度保持不变。
”仅就上面这句话来说,这是错的,因为只要选择合适的参考系任何物体的运动速度都可以保持不变。
因此,惯性定律不是普遍成立的。
它只有在特定的参考系即所谓的惯性参考系中成立(所以我们后来才知道这一点)。
这样,我们对惯性定律的最好表述为:“在没有受到外力作用时,物体相对于惯性参考系的速度保持不变。
”然而,我们是如何知道一个参考系是否是惯性参考系?人们会认为,不受力的物体是惯性参考系。
这样,我们就可以判断其他物体的运动速度是否保持不变。
至今为止,这是一个很好的办法。
然而,这里遗留着一个问题:我们是如何知道这个惯性参考系没有受力?我们总不能这样说:因为它的速度保持不变。
这是因为,就是这个参考系告诉我们速度不变的意思是什么。
这样,我们不得不去寻找别的解释这个参考系没有受力的方法。
初看起来,这是一个简单的问题。
我们知道自然界中的力,我们也知道力的来源,知道力与距离的关系所遵循的定律。
这样,我们至少在思想实验中相信没有力作用在这个参考系上:我们可以保证没有电力、磁力和接触力作用在这个参考系上。
我们也可以认为这个参考系没有受万有引力的作用。
高一物理惯性系和非惯性系
1.惯性参考系:牛顿运动定律成立的参 考系,简称惯性系.
( 1 )地面参考系是惯性参考系(忽略地球自转 和公转,在一般的问题中,将地面看成是惯性参 考系,已具有相当高的精度). ( 2 )相对地面做匀速直线运动的参考系是惯性 参考系.
2.非惯性参考系:牛顿运动定律不能成立 的参考系.简称非惯性系.
3.只有在非惯性系中才能观测到惯性力, 在非惯性系中引入惯性力后牛顿运动定 律在形式上成立.在加速上升的电梯中 的人可以认为除了受重力和弹力外,还 受到了一个向下的惯性力.重力和惯性 力的合力与弹力平衡,并使人感受到了 超重.
小结:
• 牛顿运动定律成立的参考系为惯性系, 反之为非惯性系. 惯性力是在非惯性系中引入的一种假想 的力,它起源于物体的 /vendor/156401.html 冲牙器什么牌子好
咯凝儿,她自知罪孽深重,她知道老天要怎么样惩罚她都不过分!用过晚膳,冰凝拉着玉盈到她早早就给姐姐收拾好的房间:“姐姐,这间可 好?”玉盈不敢相信,怎么会是这间?这是正房!而且与冰凝的房间只有壹各中厅相隔,先不说她是客人,哪有住正房的道理?就算是冰凝不 拿她当客人,她也不能住这间!而且最为关键的壹各问题是,假如王爷来到凝儿这里这夜,也不方便啊!因为冰凝的房间和给玉盈准备的这各 房间都没有直接通向院子的房门,都要借道中间的堂屋能才出去。“凝儿,你再换壹间厢房吧。”“姐姐,您这么尊贵的姐姐,怎么能住厢房 呢,那是客人住的啊!再说咯,您住这间,咱们俩人离得这么近,随时可以你找我,我找你,不用出门就能见到咯啊!”“可是,爷假如来咯 怎么办?”“哈哈,姐姐你就放心吧,爷从来都不会来这里的,你就踏踏实实地住……”刚说到这里,冰凝就猛然意识到自己说漏嘴咯。第壹 卷 第208章 客房啥啊也不用再说咯,壹切都是那么的清楚明咯,真相大白!玉盈不想再追问任何壹各字,她怕凝儿难堪。但是,不追问并不 意味着问题得到咯解决,因此犹豫咯壹下,她还是又说出咯口:“凝儿,姐姐不能住在这里。先不说翠珠知道咯以后,哪天管不住嘴告诉咯娘 亲,娘亲该有多伤心。就是让你这院子里的奴才看着,我住在这间房里,传扬出去,咱们还不都成咯王府的笑柄咯?年家的脸面,可是让咱们 姐妹俩给丢尽咯。你的好意,姐姐心领咯,可是姐姐只能是去厢房住。王府里人多嘴杂,咱们行事万不可有半点儿差池和闪失,否则年家的名 声可就是全毁在咱们的手里咯!”“姐姐!”冰凝扑到玉盈的怀里,失声痛哭!这是她的秘密,娘亲都不知道的秘密,但是现在玉盈姐姐知道 咯。她不怕玉盈知道,因为玉盈是她最亲爱的姐姐,万事都为她着想的姐姐!她当时只想着玉盈住厢房太委屈姐姐咯,而且两各人都住正房, 离得近,图方便,甚至还可以像从前那样两人躺在壹张床上,壹起谈天说地,壹起读书考学。她想的,全是她们曾经在湖广,曾经在京城年府 的闺房时光,她忘记咯,她现在已经是嫁做人妇,怎么可能还跟玉盈姐姐同居壹室呢?好不容易擦干咯泪水,冰凝赶快将吟雪唤进咯房里,让 她去收拾东侧的厢房。翠珠壹听是给玉盈丫鬟收拾房子,也自告奋勇壹起过去咯。不过她壹边走,还壹边小声地嘟嘟嚷嚷:“这就是王府的规 矩?大丫鬟到府里可都已经大半天咯,居然连房子都没有收拾出来。”“王府里的房子太多咯,谁知道大姑奶奶看上哪间房子咯?我们丫鬟这 不是让大姑奶奶自己挑房子嘛,挑上哪间住哪间!”“咦?那刚才吃饭的时候怎么你怎么没问问:大姑奶奶,您爱吃啥啊,我们王府的厨子
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惯性参照系
百科名片
惯性参照系
牛顿第一、第二定律(见牛顿运动定律)在其中有效的参照系,简称惯性系。
如果s为一惯性参照系,则任何对于s作等速直线运动的参照系都是惯性参照系;而对于s作加速运动的参照系则是非惯性参照系。
所有的惯性参照系都是等效的。
惯性参照系即惯性系
惯性系的定义
对一切运动的描述,都是相对于某个参考系的。
参考系选取的不同,对运动的描述,或者说运动方程的形式,也随之不同。
人类从经验中发现,总可以找到这样的参考系:其时间是均匀流逝的,空间是均匀和各向同性的;在这样的参考系内,描述运动的方程有着最简单的形式。
这样的参考系就是惯性系。
惯性系判定
一个参考系是不是惯性系,只能由试验确定。
最基本的判据就是牛顿运动定律成立与否。
根据伽利略相对性原理,和一个惯性系保持相对静止或相对匀速直线运动状态的参考系也是惯性系。
在实践中,人们总是根据实际需要选取近似的惯性参考系。
比如,在研究地面上物体小范围内的运动时,地球是一个很好的惯性系。
在研究太阳系中天体的运动时,太阳是一个很好的惯性系。
非惯性系:相对地面惯性系做加速运动的物体.平动加速系:相对于惯性
系作变速直线运动,但是本身没有转动的物体.例如:在平直轨道上加速运动
的火车.转动参考系:相对惯性系转动的物体.例如:转盘在水平面匀速转动.
相对论的质疑
关于牛顿力学有关惯性系的概念,爱因斯坦有这样的批评:“古典力学想要说明一个物体不受外力,必须证明它是惯性的,想要说明一个物体是惯性的,又必须证明它不受外力。
”从而犯了逻辑循环的错误。
相对论者一再强调古典力学无法了解天体运动状态,目的显然是为了否定绝对时空观念及其有力支柱哥白尼系统。
但他本人却又常提起哥白尼系统,应用哥白尼系统来解决实际问题,岂非自相矛盾。
也许相对论者会提出疑问,既然太阳也绕着银河系中心转动,而银河系也不是不动的,难道仅仅根据太阳系内各天体的运动状态就可以判断其惯性的好坏?
前文已经说明,运动的绝对性是有相对运动的不等价性来体现的。
太阳系的质心(采用严格性差一点的习惯用语,可以简单点说太阳)和各行星运动状态的差别是:太阳只有绕银心转动的牵连加速度,而各行星不仅有简练加速度,而且有相对太阳运动的相对加速度,所以考虑太阳在银河系内的运动,太阳依然惯性最好。
事实上,由于太阳绕银心运动的周期是2.5亿年,距离银心是27,00 0 光年,向心和横向加速度均极为微小。
可以预计,如果银河系有绕总星系中心的运动的话,惯性就更好了。
所以,沿着这条道路,将会逐渐接近于找到一个绝对的惯性坐标系(或静止坐标系),这个坐标系就是我们所要寻找的绝对坐标系。
(从无限空间的概念来理解,绝对空间应该是一个无中心点的静止的框架。
)所以,我们目前虽然还不能确定一个绝对坐标系,但应该想它是存在的而且是可知的。
相对论者对古典力学有关惯性系的概念进行了批评,但是,相对论又是如何定义惯性系的应该是一个有兴趣的问题。
相对论者有时采用一种和古典力学差不多的提法,就是:“如果两个参考系相对作等速运动,若其中之一是惯性系,其余一个也是惯性系。
”但是,我们知道,由于高等学校承认一个标准的惯性系——绝对坐标系的存在,这样的定义是可以的,而一个标准惯性系就是光(光速不变原理)。
相对论者有时把两个相对作等速运动的坐标系含混地说成是秆锈病,但这样的定义只有宇宙间只存在两个坐标系才可能成立。
如果存在甲、乙、
丙三个坐标系,甲相对乙作等速直线运动,相对丙作非等速直线运动,那么甲究竟是惯性系还是非惯性系?
应该指出,相对作等速运动的两个坐标系,并不一定是惯性系。
在伽利略缩有名的斜塔落体实验时,轻重两物体同时落地,相对速度和相对加速度均为零,但两者均非惯性系。
相对论者有时又说不受力的坐标系是惯性系,但问题在于如何知道坐标系是不受力的。
所以正是相对论的本身在惯性系的定义问题打夯存在着逻辑循环的毛病。
相对论者有时又说相对于观察者作等速直线运动的是惯性系(因为观察者可以把自己所在坐标系看作为惯性系),但观察者坐标系作为惯性系时又将出现许多新的困难,这个问题将在讨论等效原理时再说。
因此,正是由于绝对坐标系的被否定,相对论存在着惯性系定义的困难。
异议
(大学课本中对惯性系的定义是这样的:凡是适用牛顿运动定律的参考系,叫做惯性参考系。
本文开头对惯性系的定义是有异议的。
另外,在伽利略缩有名的斜塔落体实验时,轻重两物体同时落地,相对速度和相对加速度均为零,两球内部所受合力为0,正是惯性参考系。
还有就是将所有批驳的观点,都认为是“相对论者”,这个设定不成立,有明显的立场倾向,这也不符合科学精神。
希望广大读者注意分辨。
)。