1-6伽利略相对性原理.pptVIP

* 相对运动（relative motion） 相对运动是指不同参考系中观察同一物体的运动。 位移关系： 速度关系： 称为绝对速度（absolute velocity） 称为相对速度（relative velocity） 称为牵连速度（connected velocity） y′ x′ S′ O x y S · ● y′ S′ x′ · B ● A 仅讨论一参考系 S? 相对另一参考系 S 以速度 平动 时的情形： 称为伽利略速度变换 （Galilean velocity transformation） [例] 雨天骑车人只在胸前铺 v雨对地=v雨对人+v人对地(骑车)（v ） （v?） （u ） v雨对地 v 对地(骑车) v雨对人 加速度关系： 在 相对于S平动的条件下 若 一块塑料布即可遮雨。 几点说明： 1.以上结论是在绝对时空观下得出的： 只有假定“长度的测量不依赖于参考系” 只有假定“时间的测量不依赖于参考系” 绝对时空观只在 u c 时才成立。 和 才能给出位移关系式： （空间的绝对性）， （时间的绝对性）， 才能进一步给出关系式： 2.不可将速度的合成与分解和伽利略速度变 速度的合成是在同一个参考系中进行的， 伽利略速度变换则应用于两个参考系之间， 3. 只适用于相对运动为平动的情形。 换关系相混。 只在u c时才成立。 总能够成立； ▲ 小结速度和加速度的性质： 相对性：必须指明参考系 矢量性：有大小和方向，可进行合成与分解， 合成与分解遵守平行四边形法则 瞬时性：大小和方向可以随时间改变 在 u c时，有伽利略速度变换和加速度变换 §1-6 伽利略相对性原理 一、伽利略相对性原理(Galileo principle of relativity) 1. 在相对于惯性系作匀速直线运动的参考系中，所总结出的力学规律, 都不会由于整个系统的匀速直线运动而有所不同； 2. 相对于惯性系作匀速直线运动的一切参考系都是惯性系。 爱因斯坦相对性原理：对于描述一切物理过程的规律, 所有惯性系都是等价的，是狭义相对论的两个基本原理之一。 对于描述力学规律而言, 所有惯性系都是等价的。伽利略相对性原理, 力学相对性原理。 二、伽利略变换 (Galilean transformation) 两个惯性参考系S(Oxyz)和S?(O?x?y?z?),S?系相对S系以恒定速度v 沿x轴正向运动 在长度测量绝对性和同时性测量绝对性的假定下, 即认为时间和空间是相互独立的, 绝对不变的, 并与物体的运动无关, S系与S系之间的变换可以表示为 逆变换 伽利略变换 x? y y? z? x? O? O v P z r? r 所有惯性系都是等价的:形式相同,不是现象相同。 质点运动速度远小于光速时：m=m?，两个参考系中同一个力，也一定会有相同量值，即F=F ? 在S系中质点运动 速度为 u , 分量为 在S系中质点运动速度为u, 分量为 矢量式 u? = u?v；求微商 a = a?，S系和S?系中相同 牛顿第二定律形式, F = ma 和F ? = m?a?。 三、惯性力 (Inertial force) 非惯性系中牛顿运动定律不成立, 不能直接用牛顿运动定律处理力学问题。若仍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。惯性力不同于前面所说的外力，因为惯性力既没有施力物体，也不存在它的反作用力。 在直线加速参考系中, 惯性力的方向与非惯性系相对于惯性系的加速度的方向相反, 大小等于所研究物体的质量与加速度的乘积。 1. 直线加速参考系中的惯性力 甲：物体水平方向不受力，所以静止在原处。 乙：物体水平方向不受力，为何产生了加速度？ 甲：物体水平方向受拉力，所以随小车加速前进。 乙：物体水平方向受拉力，为什么静止在原处？ a m 甲 乙 f惯 f 牛顿定律在加速平动的参照系中不再成立。 加速平动的参照系是非惯性系。 m 甲 乙 -a a 质点相对非惯性系的加速度为a′为相对加速度； 质点相对惯性系的加速度为a为绝对加速度； 非惯性系相对惯性系的加速度为A为牵连加速度。 在惯性系中有： 在非惯性系中有： 上式可写作： 相当于一个附加的力，称为惯性力。 为相对加速度 根据伽利略变换，有 例1：二战中，美军Tinosa号潜艇，带了十六枚鱼雷侧面攻击日主力舰。在