《牛頓定律》PPT課件

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1、第 二 章 牛 頓 定 律 2-1 牛 頓 定 律 慣 性 參 考 系 力 的 概 念 2-2 力 學(xué) 單 位 制 和 量 綱 2-3 牛 頓 定 律 應(yīng) 用 舉 例* 2-4 非 慣 性 系 慣 性 力 伽 利 略 的 發(fā) 現(xiàn) 以 及 他 所 用 的 科 學(xué) 推 理 方 法 是人 類 思 想 史 上 最 偉 大 的 成 就 之 一 ， 而 且 標(biāo) 志 著 物理 學(xué) 的 真 正 開(kāi) 端 。 （ 愛(ài) 因 斯 坦 ） 亞 里 士 多 德 的 動(dòng) 力 學(xué) 規(guī) 律 ： 日 常 經(jīng) 驗(yàn) 認(rèn) 為 ：車 前 進(jìn) 要 有 馬 拉 車人 走 路 要 用 力 氣 ， 馬靜 止 是 水 平 地 面 上 物 體 的

2、自 然 狀 態(tài)力 決 定 物 體 運(yùn) 動(dòng) 速 度 ， 沒(méi) 有 力 物 體 的 速 度 就 為 零 ,伽 利 略 通 過(guò) 理 想 實(shí) 驗(yàn) 找 到 了 解 決 問(wèn) 題 的 真 正 線 索 直 到 其 他 物 體 所 作 用 的 力 迫 使 它 改 變 這 種 狀 態(tài) 為 止一 、 第 一 定 律 （ 慣 性 定 律 ）這 種 性 質(zhì) 稱 為 物 體 的 慣 性意 義 ： 勻 速 前 進(jìn)突 然 加 速緊 急 剎 車牛 頓 總 結(jié) 為 ： 任 何 物 體 都 保 持 靜 止 或 勻 速 直 線 運(yùn) 動(dòng) 的 狀 態(tài) ，1. 任 何 物 體 都 有 保 持 靜 止 或勻 速 直 線 運(yùn) 動(dòng) 的 狀 態(tài) 的

3、 性 質(zhì) ， 2. 包 含 了 力 的 概 念 ： 3. 確 言 了 慣 性 參 考 系 的 存 在受 球 拍 作 用 網(wǎng) 球 獲 得 加 速 度牛 頓 定 律 成 立 的 參 考 系 為 慣 性 參 考 系施 于 它 的而 這 種 作 用 是 其 他 物 體加 速 度 的 原 因 或 作 用 ，改 變 ， 也 就 是 使 它 獲 得力 是 使 物 體 的 速 度 發(fā) 生 物 體 受 到 外 力 作 用 時(shí) ， 物 體 所 獲 得 的 加 速 度二 、 第 二 定 律在 國(guó) 際 單 位 制 中 ， 第 二 定 律 的 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 為amF 物 體 所 受合 外 力 物 體 質(zhì) 量 1.

4、定 律 只 適 用 于 質(zhì) 點(diǎn) 或 可 看 作 質(zhì) 點(diǎn) 的 物 體應(yīng) 用 牛 頓 第 二 定 律 應(yīng) 注 意 ： 物 體 獲 得的 加 速 度成 反 比 ； 加 速 度 的 方 向 與 合 外 力 的 方 向 相 同的 大 小 與 合 外 力 的 大 小 成 正 比 ， 并 與 物 體 的 質(zhì) 量 i iFF 2. 物 體 同 時(shí) 受 到 幾 個(gè) 力 作 用 , 21 FF牛 頓 第 二 定 律 寫 為 amFF i i i ii i aFma 1 mFa ii 合 外 力 天 鵝 、 蝦 和 梭 子 魚(yú) 合 力拉 車 （ 克 雷 洛 夫 寓 言 ）力 的 疊 加 原 理 或 力 的 獨(dú) 立

5、性 原 理幾 個(gè) 力 同 時(shí) 作 用 于 物 體（ 合 力 ） 產(chǎn)生 的 加 速 度 各 個(gè) 力 分 別 作 用 時(shí) 所產(chǎn) 生 的 加 速 度 的 疊 加 amF 3. 第 二 定 律 為 瞬 時(shí) 關(guān) 系 4. 第 二 定 律 表 達(dá) 式 為 矢 量 關(guān) 系 22ddtxmmaF xx 22ddtymmaF yy 2 2ddtrmFF i i 直 角 坐 標(biāo) 系 中 的 分 量 形 式 xyO mr Fa xFyF xaya解 題 時(shí) 常 用 分 量 式 力 和 加 速 度 的 直 角 坐 標(biāo) 分 解力 與 加 速 度 同 時(shí) 存 在 、 同 時(shí) 改 變 和 同 時(shí) 消 失 tmmaFF i

6、i ddttt v rmmaFF i i 2nnn v在 分 析 圓 周 運(yùn) 動(dòng) 和 曲 自 然 坐 標(biāo) 系 中 的 分 量 形 式 aF nFtF 法 線 方 向切 線 方 向不 能 將 第 一 定 律 理 解 為 第 二 定 律 的 特 殊 情 況5. 第 二 定 律 只 在 慣 性 系 中 成 立的 值 at an線 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 往 往 如 此 分 解第 一 定 律 確 言 了 慣 性 系 的 存 在 第 二 定 律 中 的 力 和 加 速 度 是 同 一 個(gè) 觀 測(cè) 者 所 測(cè) 量 BA三 、 第 三 定 律 1F 2F作 用 力 反 作 用 力在 同 一 直 線 上 正 確 理

7、解 和 應(yīng) 用 第 三 定 律 ， 1. 作 用 力 與 反 作 用 力 同 時(shí) 作 用 力 與反 作 用 力存 在 期 間 當(dāng) 物 體 B 以 力 作 用 在 物 體 A 上 時(shí) ， 物 體 A 也1F21 FF 應(yīng) 注 意 ：直 線 上 ， 大 小 相 等 而 方 向 相 反2F 1F 2F必 定 同 時(shí) 以 力 作 用 在 物 體 B 上 ， 和 在 同 一 條存 在 同 時(shí) 消 失 ； 2. 作 用 力 與 反 作 用 力 總 是 成 對(duì) 3. 作 用 力 與 反 作 用 力 總 是 屬 于同 一 性 質(zhì) 的 力 ； 彈 性 力 4. 兩 個(gè) 物 體 相 互 作 用 ， 可 以 接觸

8、也 可 不 接 觸 。永 磁 體 懸 浮 在 超 導(dǎo) 體 上 方 磁 場(chǎng) 力效 果 不 能 互 相 抵 消 ；出 現(xiàn) ， 作 用 在 不 同 的 物 體 上 ， 其 四 、 力 的 概 念力 一 個(gè) 物 體 所 受 的 力 必 為 其 他 物 體 所 施 予1. 萬(wàn) 有 引 力 兩 個(gè) 物 體 之 間 的 相 互 吸 引 力 2 210 rmmGF 22110 /kgmN1067.6 G 自 然 界 的 四 種 基 本 力 ：萬(wàn) 有 引 力 確 定 了 星 系的 形 狀 和 運(yùn) 動(dòng) 形 態(tài)引 力 常 量引 力 、 電 磁 力 、 強(qiáng) 相 互 作 用 和 弱 相 互 作 用 2. 重 力 地 球

9、 表 面 附 近 的 物 體 所 受 地 球 的 引 力gmF 重 力 加 速 度 g 在 地 球 表 面 附 近近 似 為 常 量 ， 隨 海 拔 微 小 變 化 真 空重 力 的 大 小 等 于 物 體 的 重 量 3. 彈 性 力弦 線 中 因 形 變產(chǎn) 生 的 張 力 形變產(chǎn)生的壓力彈 簧 形 變 產(chǎn)生 的 彈 性 力垂 直 于 接 觸 面 的 支 承 力物 體 形 變 后 所 產(chǎn) 生 的 恢 復(fù) 力力 的 作 用 。 在 外 力 作 用 下 彈 性作 用 ， 發(fā) 生 形 變 ， 彼 此 之 間 有物 體 相 互 接 觸 和 當(dāng) 一 個(gè) 物 體 在 另 一 個(gè) 物 體 表 面 上 滑

10、靜 摩 擦 力 隨 推 力 增 加 而 增 加 N0f0max FF 滑 動(dòng) 摩 擦 力 Nf FF 動(dòng) 摩 擦 因 數(shù) 稍 小 于 靜 摩 擦 因 數(shù) 0 ！v fFNF 運(yùn) 動(dòng) 趨 勢(shì)0fF NF們 相 對(duì) 滑 動(dòng) 的 力動(dòng) 或 有 滑 動(dòng) 的 趨 勢(shì) 時(shí) ， 在 接 觸 面 上 的 一 種 阻 礙 它4. 摩 擦 力最 大 靜 摩 擦 力 為 五 、 質(zhì) 量 由 牛 頓 第 二 定 律 定 義 的 質(zhì) 量 稱 為 慣 性 質(zhì) 量 ，aFm 慣根 據(jù) 萬(wàn) 有 引 力 定 律 定 義 的 質(zhì) 量 稱 為 引 力 質(zhì) 量mGFRm 0 2引 適 當(dāng) 選 擇 單 位 ， 兩 者 相 等 ， 近

11、代 高 度 精 密 的m地 球 質(zhì) 量地 球 半 徑物 體 所 受 重 力 是 物 體 慣 性 大 小 的 量 度地 球 表 面 附 近 的 物 體 的 引 力 質(zhì) 量 為量 度 也 證 實(shí) 這 一 點(diǎn) ， 則 統(tǒng) 稱 為 質(zhì) 量 一 、 基 本 量 和 力 學(xué) 單 位 制 選 定 少 數(shù) 幾 個(gè) 物 理 量 作 為 基 本 量 并 人 為 地 規(guī) 定國(guó) 際 單 位 制 （ SI） 基 本 量 和 基 本 單 位 ： 其 他 物 理 量 為 導(dǎo) 出 量 ， 其 單 位 為 導(dǎo) 出 單 位 ， 與單 位 ： 米 （ m） 千 克 （ kg） 秒 （ s）基 本 量 ： 長(zhǎng) 度 質(zhì) 量 時(shí) 間在

12、國(guó) 際 單 位 制 （ SI)中 ， 導(dǎo) 出 量 力 的 單 位 為 2m/s 1kg 1N 1 牛 頓 （ N）基 本 單 位 構(gòu) 成 一 個(gè) 單 位 制 它 們 的 單 位 ， 這 樣 的 單 位 叫 基 本 單 位 二 、 國(guó) 際 單 位 制 力 學(xué) 量 基 本 單 位 定 義1. 1 千 克 等 于 國(guó) 際 千 克 原 器 的 質(zhì) 量 2. 1 米 等 于 光 在 真 空 中 1/ 299792458 秒 時(shí) 間 內(nèi) 3. 1 秒 是 銫 -133(Cs133) 原 子 基 態(tài) 的 兩 個(gè) 超 精 細(xì) 中 國(guó) 計(jì) 量 研 究 院 設(shè) 立 的 基 本 單 位 基 準(zhǔn)長(zhǎng) 度 單 位 米 基

13、 準(zhǔn) 質(zhì) 量 單 位 千 克 基 準(zhǔn) 時(shí) 間 單 位 秒 基 準(zhǔn)經(jīng) 過(guò) 的 距 離的 能 級(jí) 之 間 躍 遷 所 對(duì) 應(yīng) 的 輻 射 9192631770個(gè) 振 動(dòng)周 期 持 續(xù) 時(shí) 間 三 、 量 綱 在 國(guó) 際 單 位 制 中 ， 基 本 量 長(zhǎng) 度 、 質(zhì) 量 和 時(shí) 間 的量 綱 分 別 為 L、 M和 T ， 其 他 物 理 量 Q 表 示 為 基 本量 量 綱 的 冪 次 之 積 ： sqpQ TMLdim 量 綱 指 數(shù)例 如 力 的 量 綱 為 dim F = MLT-2量 綱 有 如 下 用 途 ：1. 用 于 單 位 換 算2. 用 于 檢 驗(yàn) 公 式必 須 相 同一 個(gè)

14、公 式 兩 邊 可 以 有 許 多 項(xiàng) ， 各 項(xiàng) 的 量 綱 一 、 物 體 受 力 分 析 物 體 的 示 力 圖運(yùn) 用 牛 頓 定 律 解 力 學(xué) 問(wèn) 題 ， 首 先 要 對(duì) 物 體 進(jìn) 行FF NFfF gm示 力 圖 與 受 力 分 析 1. 畫 出 已 知 力 及 重 力2. 在 與 其 他 物 體 接 觸 處 找受 力 分 析 和 示 力 圖隔離物體再 數(shù) 學(xué) 求 解受 力 分 析 ， 將 相 互 作 用 的 物 體 隔 離 開(kāi) ， 做 示 力 圖 ，張 力 、 壓 力 等 彈 性 力和 摩 擦 力 二 、 牛 頓 定 律 應(yīng) 用 舉 例解 分 別 選 取 物 體 A和 B為 研

15、 究 對(duì) 象A B 30 物 體 A受 力 分 析gm BTBF ay B物 體 B受 力 分 析 fF a TAFgm AANF 30 30cosAgm30sinAgmy x 例 題 2-1 斜 面 與 水 平 面 的 夾 角 為 30 ， 物 體 A與 滑 輪 間 的 摩 擦 力 及 繩 與 滑 輪 的 質(zhì) 量 均 可 略 去 不 計(jì) 。求 物 體 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 的 加 速 度 以 及 繩 對(duì) 物 體 的 拉 力 ， 設(shè) 繩和 B質(zhì) 量 都 是 0.2 kg， 物 體 A與 斜 面 的 摩 擦 系 數(shù) 為 0.4。 繩 施 于 A和 B的 拉 力 大 小 相 等 ， 所 以 FTA=FTB=

16、FT應(yīng) 用 牛 頓 第 二 定 律 ， 物 體 B的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 為mBg -FT = mB a物 體 A的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 為x 方 向 ：y 方 向 ： a mgmFF AAfT 30sin 030cosAN gmF摩 擦 力 30cos ANf gmFF 2BA AAB m/s 75.030sin30cos gmm mmma 聯(lián) 立 求 解 得 N 81.1)30sin30cos1( BABABT mmmmagmF 不 考 慮 繩 與 滑 輪 間 的 摩 擦 力 以 及 繩 及 滑 輪 的 質(zhì) 量 ， 解 (1) m1、 m2 間 無(wú) 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 例 題 2-2 m1= 3 kg

17、， m2= 2 kg， m1與 m2間 的 靜(2)兩 物 體 不 發(fā) 生 相 對(duì) 滑 動(dòng) 時(shí) ， 系 統(tǒng) 的 最 大 加 速 度系 統(tǒng) 的 加 速 度 a 的 關(guān) 系 ， 并 考 察 a = 0 時(shí) 的 情 形 ；用 。 求 ： (1)兩 物 體 不 發(fā) 生 相 對(duì) 滑 動(dòng) 時(shí) ， 拉 力 F 與數(shù) = 0.2， 受 與 水 平 面 的 夾 角 為 30的 拉 力 F 作摩 擦 系 數(shù) 0 = 0.3， m1與 水 平 桌 面 間 的 滑 動(dòng) 摩 擦 系此 時(shí) 系 統(tǒng) 可 看 成 一 個(gè) 整 體 ， 并 取 作 研 究 對(duì) 象兩 物 體 加 速 度 a 相 同 m2m1 30F是 多 大 ？

18、 此 時(shí) 拉 力 F是 多 大 ？ 當(dāng) 系 統(tǒng) 作 勻 速 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， a = 0 ， 聯(lián) 立 求 解 得應(yīng) 用 牛 頓 第 二 定 律 列 出 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 ：x 方 向 ：y 方 向 ： ammFF 21f30cos 030sin 211N gmmFF 30sin211Nf FgmmFF 摩 擦 力 30sin30cos 21 gmmF 物 體 m2受 力 分 析系 統(tǒng) 受 力 分 析m2m1 30F m2 afFN2F gm 2xy m2m1 30F30cosF 30sinF aN1F gmm )( 21 fFO (2) 兩 物 體 無(wú) 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， m2 受

19、 m1的 靜 摩 擦 力 作根 據(jù) 牛 頓 第 二 定 律 列 出 m2的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 ：x 方 向 ： amF 2f y 方 向 ： 0 2N2 gmF gmFF 20N20f 摩 擦 力 20 m/s 94.2 ga N 4.2530sin30cos 210 gmmF聯(lián) 立 求 解 得取 物 體 m2為 研 究 對(duì) 象 ， 坐 標(biāo) 系 的 選 取 與 (1)相 同 。用 ， 當(dāng) 加 速 度 為 最 大 時(shí) ， 摩 擦 力 為 最 大 靜 摩 擦 力 ， 用 牛 頓 第 二 定 律 解 題 的 步 驟 ： 1. 作 簡(jiǎn) 圖 ， 選 取 研 究 對(duì) 象 ；2. 隔 離 物 體 ， 進(jìn) 行

20、受 力 分 析 并 畫 出 示 力 圖 ； 3. 選 取 坐 標(biāo) 系 ， 將 力 和 加 速 度 沿 坐 標(biāo) 方 向 分 解 ， 4. 求 解 方 程根 據(jù) 牛 頓 第 二 定 律 ， 列 出 各 物 體 的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 ；（ 以 所 含 未 知 量 盡 可 能 少 為 原 則 ）作 數(shù) 值 計(jì) 算 時(shí) ， 必 須 統(tǒng) 一 各 個(gè) 物 理 量 的 單 位 。先 文 字 解 題 ， 得 出 所 求 未 知 量 的 文 字 公 式 ， 再代 入 數(shù) 字 ； 例 題 2-3 三 角 形 劈 質(zhì) 量 為 m， 木 塊 質(zhì) 量 為 m，解 分 別 選 取 劈 和 木 塊 m 為 研 究 對(duì) 象mm

21、m 木 塊 受 力 分 析三 角 形 劈 受 力 分 析 cosNF sin NFNFgmma cosasina a木 塊 加 速 度 合 成和 m的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 m cosNFsinNF ma RFgm NF y xO木 塊 相 對(duì) 于 劈 的 加 速 度 。設(shè) 所 有 的 接 觸 面 都 是 光 滑 的 ， 試 求 劈 的 加 速 度 和應(yīng) 用 牛 頓 第 二 定 律 列 出 )cos(sinN maamF sincosN maFmg mamF sinN mm mga m 2sin cossin聯(lián) 立 求 解 得 NN FF 因 ， 木 塊 m的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 為x 方 向 ：y 方

22、 向 ：m劈 的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 為 mm gmma 2sin sin)( 例 題 2-4 角 ， 質(zhì) 量 為 m = 12 kg 的 物 體 在30 m EEl r(1)由 角 量 與 線 量 的 關(guān) 系 得解 取 物 體 m為 研 究 對(duì) 象m/s 9420 sin22. nlnr v (2)物 體 作 半 徑 為 r 勻 速 物 體 受 力 分 析 NF gm TFy xaOr2v圓 周 運(yùn) 動(dòng) ， 加 速 度 為反 作 用 力 ； (3)使 錐 面 的 反 作 用 力 變 為 零 所 需 的 轉(zhuǎn) 速 。(1)物 體 m的 線 速 度 ； (2)懸 線 的 張 力 及 錐 面 對(duì) 物 體

23、 的 光 滑 的 錐 面 上 以 轉(zhuǎn) 速 n =12 r/min轉(zhuǎn) 動(dòng) ， l=1.5 m。 求 ： 應(yīng) 用 牛 頓 第 二 定 律 列 出 x 和 y 方 向 上 的 運(yùn) 動(dòng) 方 程rmFF 2NT cossin v 0sincos NT mgFF N 109cossin4 222 T mglnmF聯(lián) 立 求 解 得 N 56.46)cos4(sin 22N lngmF(3) 當(dāng) FN = 0時(shí) ， 得 tansinglv r/min 2.26cos21 l gn 例 題 2-5 質(zhì) 量 為 m半 徑 為 r 的 小 球 在 無(wú) 限 寬 廣解 （ 1） 取 小 球 為 研 究 對(duì) 象其 中

24、h 為 液 體 粘 度 。 (1)求 小 球 的 速 度 v 與 時(shí) 間 t 的vv krF h6f小 球 的 運(yùn) 動(dòng) 微 分 方 程 為 makFmg vB可 寫 為 vv mkm Fmgt Bdd gmBFfF小 球 受 力 分 析函 數(shù) 關(guān) 系 ； (2)求 小 球 的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 。體 中 下 落 的 速 度 v 很 小 ， 按 照 斯 托 克 斯 定 律 ：度 為 ， 液 體 對(duì) 小 球 的 粘 滯 阻 力 為 Ff ， 設(shè) 小 球 在 液的 粘 滯 液 體 中 由 靜 止 落 下 ， 小 球 密 度 為 ； 液 體 密 分 離 變 量 tmkk Fmg dd B v v兩 邊

25、積 分 得 Ctmkk Fmg Bln vt = 0 時(shí) ， v = 0 ， 故 ， 得 k FmgC Bln tmkk Fmg e1Bv rg, kr, Frm 63434 3B3 gr tr )e1(92 2292 hh v根 據(jù) 題 意 ，得 422922 81 )(4)e92(9 )(2 2 grrtgrx tr h hh h 得 小 球 的 運(yùn) 動(dòng) 方 程 421 81 )(4 grC h 當(dāng) t = 0 時(shí) ， x = 0， 故 12922 )e92(92 2 Crtgrx tr hhh grtx tr )e1(92dd 2292 hh 分 離 變 量 后 積 分 得(2) 速 度

26、 表 示 式 可 改 寫 為 求 t = 1 s時(shí) 質(zhì) 點(diǎn) 受 到 的 切 向 力 和 法 向 力 。當(dāng) t = 1 s時(shí) ，解 由 運(yùn) 動(dòng) 方 程 得 質(zhì) 點(diǎn) 的 速 度 和 加 速 度 為 例 題 2-6 質(zhì) 量 為 1 kg的 質(zhì) 點(diǎn) 在 xy平 面 上 運(yùn) 動(dòng) ， jttitr 442 jtittr 442dd 3 v i 2v xyO v1an1F t1F 其 運(yùn) 動(dòng) 方 程 為 jtita 2122dd v t = 1 s時(shí) 軌 道 切 線 就 在 x 軸 方 向 ， 由 于 質(zhì) 點(diǎn) 運(yùn) 動(dòng) 軌 道jaiajia n1t11 122 N 2 t1t1 maF因 此 t = 1 s時(shí)

27、 質(zhì) 點(diǎn) 所 受 到 的 切 向 力 和 法 向 力 分 別 為 質(zhì) 點(diǎn) 速 度 的 方 向 就 是 它 的 軌 道 的 切 線 方 向 ， 故道 法 線 必 定 就 在 y 軸 方 向 ， 則 此 時(shí) 加 速 度 為的 法 線 方 向 始 終 與 切 線 方 向 垂 直 ， 于 是 t = 1s時(shí) ， 軌 N 12n1n1 maF 牛 頓 定 律 不 成 立 的 參 考 系 稱 為 非 慣 性 系 。 可 以非 慣 性 系 中 觀 察 者加 速 運(yùn) 動(dòng) 的 車 廂 是 個(gè) 非 慣 性 系 ， 牛 頓 定 律 不 適 用 不 受 力 卻 有 加 速 度 ？ 主 觀 地 定 義 一 個(gè) 慣 性

28、力amF i非 慣 性 系 中 牛 頓 第 二定 律 表 達(dá) 式ri amF 則 得 在 非 慣 性 系 中 依 然 適 用引 入 慣 性 力 來(lái) 消 除 非 慣 性 因 素 的 影 響 ， 使 牛 頓 定 律 非 慣性 系中 觀察 者 受 力 作 用 卻 靜 止 ？主 觀 地 定 義 一 個(gè) 慣 性 力 ri amF 則 滑 塊 所 受 作 用 力 彈 簧 的 彈 性 力仍 可 以 用 牛 頓 定 律 解 釋 其 觀 察 結(jié) 果 iFF 慣 性 力 并 不 是 物 體 之 間 的 一 種 相 互 作 用 ， 它沒(méi) 有 施 力 者 也 不 存 在 反 作 用 力 。 但 是 ， 非 慣 性 系

29、中 的 觀 察 者 往 往 會(huì) 真 實(shí) 地 感 受 到 慣 性 力 的 存 在 一 般 情 況 ：在 慣 性 系 中 牛 頓 第 二 定 律 的 表 達(dá) 式 為 由 加 速 度 合 成 定 理 ， 物 體 相 對(duì) 于 慣 性 系 的 加 速 度 為 ramamamF raaa 非 慣 性 系 中 慣 性 力 的 定 義 為 ri amF 非 慣 性 系 中 形 式 上 的 牛 頓 第 二 定 律 表 達(dá) 式 為amFF i a 質(zhì) 量 為 m的 物 體 相 對(duì) 于 非 慣 性 系 的 加 速 度 為 ra 若 非 慣 性 系 相 對(duì) 于 慣 性 系 平 動(dòng) ， 加 速 度 為 例 題 2-7

30、一 個(gè) 小 男 孩 站 在 升 降 機(jī) 中 的 臺(tái) 秤 上 ，解 升 降 機(jī) 是 一 個(gè) 非 慣 性 系 ， 慣 性 力慣 性 力 amF i amF i0iN FFgm 形 式 上 的 牛 頓 第 二 定 律 表 達(dá) 式 為 0N maFmg升 降 機(jī) 上 升 時(shí)男 孩 的 重 量 0 N maFmg升 降 機(jī) 下 降 時(shí) )(N agmF 男 孩 的 重 量 )(N agmF 超 重失 重 求 臺(tái) 秤 所 顯 示 的 男 孩 的 重 量 。如 圖 所 示 當(dāng) 升 降 機(jī) 分 別 以 加 速 度 a上 升 和 下 降 時(shí) ， 此 非 慣 性 系 中 慣 性 力 的 定 義 為 Fi = -

31、mRw2。為 w， 距 轉(zhuǎn) 軸 為 R 處 相 對(duì) 靜 止 的 質(zhì) 量 為 m 的 物 體此 非 慣 性 系 中 形 式 上 的 牛 頓 第 二 定 律 表 達(dá) 式 為0i FF 即 慣 性 離 心 力所 受 到 的 向 心 力 為 F = ma = mRw2。另 一 種 情 況 ：若 非 慣 性 系 相 對(duì) 于 慣 性 系 勻 角 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 角 速 度 例 題 2-8 轉(zhuǎn) 盤 表 面 光 滑 水 平 放 置 ， 盤 面 上 一 質(zhì)解 轉(zhuǎn) 盤 是 一 個(gè) 非 慣 性 系 慣 性 離 心 力 為Fi = - mRw2 慣 性 離 心 力 與 彈 簧 的 拉力 都 作 用 于 滑 塊 ， 并 不 是一 對(duì) 作 用 力 和 反 作 用 力慣 性 離 心 力彈 簧 的 彈 性 力到 軸 心 距 離 為 R， 求 作 用 于 滑 塊 的 慣 性 力 。動(dòng) 。 當(dāng) 滑 塊 隨 轉(zhuǎn) 盤 一 起 以 勻 角 速 度 w 轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí) ， 滑 塊量 為 m 的 滑 塊 通 過(guò) 彈 簧 秤 掛 到 軸 心 上 ， 可 繞 軸 心 轉(zhuǎn)