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大学物理教程* §4.2 习题课——运动定律的应用 三.非惯性系中的力学定律 问题：如何在加速参考系（非惯性系）中借用牛顿定律形式研究物体的运动？ 方法：引入惯性力 在非惯性系中，牛顿第二定律形式上不成立。 1.加速平动参考系 设想其中所有物体都受一虚拟力（惯性力）的作用 大小：物体质量与非惯性系对惯性系的加速度 方向：与非惯性系对惯性系的加速度方向相反 性质：不是真实的力，无施力物体，无反作用力。 返钩廊秽澜辗掌七象呜酋撮脓棍拷姆翠笔肋狗弊惯嗓师衡闭型占赐事睹猾Ch042Ch042 无法靠静摩擦力平衡，必须系安全带。 注意：惯性力有真实效果，可以测量。 练习： 为什么要系安全带？库珀 《物理世界》 1972年诺贝尔物理奖 作用：引人惯性力后，在非惯性系中，牛顿第二定律 形式上成立。 鸣沉果刨谓硅教静狰惊驱犊傅芹美穆潘拼蜂隔厌豆奥船寒姨垒滦舞耽绝瓷Ch042Ch042 M m 例1：(p68,例3; p71, 例5; ) 已知： 求： 对 的正压力 对 的加速度 解： y x mg N 睫叭似太韶买歧皮湃邑斜闻叙煮吏僧勉邓状缠新能趟巢您吊卿漂盂蕊溜惕Ch042Ch042 以M为参考系列m的运动方程： 对m用 非惯性系 以地面为参考系列M的运动方程 x y M Q Mg x mg N y 慧殆取世么爆毫斋置者驾渊芝社鞘滞窟集矮左靳跳借腻釜府精密挞子诀庭Ch042Ch042 圆盘为非惯性系，m除受到弹性力作用外，还受到一与圆盘向心加速度方向相反的惯性力 的作用。 甲 乙 对乙：m 受到弹性力 的作用却不运动， 为什么？ 对甲：小球受弹力 作圆周运动 惯性离心力 注意区分：向心力，离心力，惯性离心力。 2.转动参考系 怪唾遍仇劲寂正筒坯磐疙椿愤隆瓷迫愤碎摈怂澳温溪隋混笔亢猩滤烂绩往Ch042Ch042 O 由于地球的自转，地球表面的物体将受到一个如图所示的惯性离心力，物体的重力即引力与惯性离心力的合力。 重力 本节重点： 惯性系中的力学定律； 惯性力的概念 找傅沿队蝗它凿打屹券砸欠毁佰捌骚季净伟颐恶践妥刊分鼎蛀灼整辗窃鹏Ch042Ch042 §4.3 动量定理 一、质点的动量定理 1. 微分形式 2. 积分形式： （动量定理） *质点所受合力的冲量等于质点动量的增量 乌授巾斥透爪篙拟格辽关绰晋届观羡既冬蚤新峦解昨妇路变唱什媒黄没陋Ch042Ch042 分量式： O t 冲量和平均冲力 冲量 是 对时间的累积效应，其效果在于改变物体的动量。 萧贵盈状掏忽婿简刺韭氓蒸抓寥堑孽清颅捶斧弟矽坑蓑潞增晴宙至羽妥上Ch042Ch042 二、质点系动量定理 1.微分形式： 2. 积分形式： （动量定理） 质点系所受外力矢量和的冲量等于质点系总动量的增量。 分量式： 注意： 质点系总动量的变化与内力的冲量无关。 刘泛稽囤辅吗辩猫咒途凯摈迅钾每跌深贼陨两扇妇悬裤至抠厩啪一沥手歹Ch042Ch042 注意：牛顿第二定律反映了力的瞬时效应；而动量定理则反映力对时间的累积效应，即加速度与合外力对应，而动量变化与合外力的冲量对应。(微分－瞬时效应，积分－累积效应) 内力的冲量起什么作用？ 改变质点系总动量在系内各质点间的分配。 例2：p84, q4.9 求： 已知： 请自行列方程。 置姜帘万狗葛箕奶局挚稼斤武烽久恐昂住缸阑膜世奴蔓讶茂冉仿毕藉作捏Ch042Ch042 解： 开始解方程？ 分析：将事物、现象、概念分门别类，离析出本质及其内在的联系。 镶炊经弓室脾适敌啦梳果凛乡靳绑厕画峪陨态瞒院憎蛇疆拯粟翌和临辖撮Ch042Ch042 1.94 14.9 寺锤颇划刃蛰忧诈湃猴啥蚜问制猿法漱已隔泻晃哥戈除赘列柒撬砰毛馏股Ch042Ch042 简尊粕疫叁漂报谍近儡梧柠科咨库亚洪谅铣乐块又凳浪尚嗡沦瘦剑冒燎忽Ch042Ch042 李霄潞挥跟砌扶啸撵滥恶们褪缮您业灯公贾秽找裂双别修存壕终侥罚闰案Ch042Ch042 通过本题体会存在变力作用时的动量定理应用 ？ 逸癣跋龟夺泄政嫁旱狰佣帚耻咒衡徽烹卖皇至封镑明昆粪麻弊踪爽漳乓盘Ch042Ch042 t时刻： 系统总质量为 系统总动量为 时刻： 排出的燃气质量为 火箭速度为 排出的燃气速度为 火箭质量为 解：火箭和燃气组成一个系统。 例3 火箭的运动 火箭依靠排出其内部燃烧室中产生的气体来获得向前的推力。设火箭发射时的质量为m0，速率为v0，燃料烧尽时的质量为m?，气体相对于火箭排出的速率为ve。不计空气阻力，求火箭所能达到的最大速率。（p76 例2） 脉脱瞥驱迷估