2021-2022学年高二物理竞赛课件：常见力非惯性系和惯性力

常见力常见力非惯性系和惯性力非惯性系和惯性力1 1、万有引力、万有引力引力常数引力常数m1 m2r 重力重力地表附近地表附近常见力常见力 非惯性系非惯性系 惯性力惯性力 几种常见力几种常见力2 2、弹性力、弹性力 常见弹性力有：正压力、支撑力常见弹性力有：正压力、支撑力、张力、弹簧弹性张力、弹簧弹性力等力等弹簧弹性力弹簧弹性力胡克定律胡克定律由物体形变而产生的。由物体形变而产生的。3 3、摩擦力、摩擦力 相互接触的物体在沿接触面相对运动时，或有相对运相互接触的物体在沿接触面相对运动时，或有相对运动趋势时，在接触面之间产生一对阻止相对运动的力。动趋势时，在接触面之间产生一对阻止相对运动的力。（静摩擦力、动摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力等）（静摩擦力、动摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力等）一般情况一般情况 滑动滑动摩擦力摩擦力最大静最大静摩擦力摩擦力静静摩擦力摩擦力 四种基本力四种基本力1、万有引力：、万有引力：任何物体与物体之间都存在着相互吸任何物体与物体之间都存在着相互吸引的力，这种力称为万有引力。引的力，这种力称为万有引力。相对强度相对强度 作用程（作用程（m)4、弱、弱 力：力：微观领域中的一种短程力，存在于强子微观领域中的一种短程力，存在于强子和轻子（电子、中微子、和轻子（电子、中微子、子等）之间。子等）之间。2、电磁力、电磁力:存在于静止电荷以及运动电荷之间的存在于静止电荷以及运动电荷之间的电性力和磁性力，统称为电磁力。电性力和磁性力，统称为电磁力。3、强、强 力：力：在微观领域中的一种短程力，在微观领域中的一种短程力，存在于强子（核子、介子和超子）之间。存在于强子（核子、介子和超子）之间。问题：弹性力和摩擦力分别属于四种基本力中的哪一种？问题：弹性力和摩擦力分别属于四种基本力中的哪一种？电磁力！电磁力！惯性系惯性系1、惯、惯 性性 系：牛顿定律适用的参考系，称为惯性系。（循环定义系：牛顿定律适用的参考系，称为惯性系。（循环定义？！）？！）2、非惯性系：牛顿定律不适用的参考系，叫非惯性系。、非惯性系：牛顿定律不适用的参考系，叫非惯性系。“一个远离其他一切物体，而且没有自转的物体是惯性参照一个远离其他一切物体，而且没有自转的物体是惯性参照系，一切相对于该物体做匀速直线运动的参照系也是惯性参照系，一切相对于该物体做匀速直线运动的参照系也是惯性参照系。牛顿定律就是在这样的参照系中成立。系。牛顿定律就是在这样的参照系中成立。”王燕生教授王燕生教授 （大学物理问题讨论集大学物理问题讨论集）几种实用的惯性系几种实用的惯性系1 1、地面参考系、地面参考系 地面是一个最常用的惯性系。但只能地面是一个最常用的惯性系。但只能说地面是一个说地面是一个近似的惯性系近似的惯性系，而不是一个，而不是一个严格的惯性系，因为地球有自转角速度：严格的惯性系，因为地球有自转角速度：由于地球的自转，地由于地球的自转，地球上的物体有法向加速度球上的物体有法向加速度。2 2、地心参考系、地心参考系 地心参考系相对地面参考地心参考系相对地面参考系严格些，地球绕太阳公转的角速度：系严格些，地球绕太阳公转的角速度：3 3、日心参考系、日心参考系 日心参考系相对地心参考系日心参考系相对地心参考系更严格些，但太阳还绕银河中心更严格些，但太阳还绕银河中心旋转：旋转：4 4、FK4FK4参考系参考系 FK4FK4参考系是以选定的参考系是以选定的15351535颗颗恒星的平均静止的位形作为基准恒星的平均静止的位形作为基准的参考系，是比以上三个参考系的参考系，是比以上三个参考系都严格的惯性系。都严格的惯性系。T在加速运动的车上分析力在加速运动的车上分析力aomg 惯性力惯性力需要在非惯性系研究问题，需要在非惯性系研究问题，寻找适用的定律。寻找适用的定律。有了惯性力，非惯性系中牛顿定律在形式上成立！有了惯性力，非惯性系中牛顿定律在形式上成立！SSS:成立成立 定义定义惯性力惯性力 惯性力惯性力性质：性质：不是真实的力，无施力物体，无反作用力，是非惯不是真实的力，无施力物体，无反作用力，是非惯性系加速度的反映。性系加速度的反映。匀速转动参考系匀速转动参考系:甲甲乙乙对甲：对甲：小球受弹性力小球受弹性力作圆周运动作圆周运动对乙：小球受到弹性力对乙：小球受到弹性力的作用却不运动，的作用却不运动，为什么为什么？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。惯性离心力惯性离心力 注意区分注意区分:向心力，离心力，惯性离心力。向心力，离心力，惯性离心力。结论可推广到转动参考系结论可推广到转动参考系 惯性离心力惯性离心力非惯性系和惯性力实例 以加速上升的电梯为参考系，可以认为乘坐电梯的人除了受到重力的作用，还受到一个向下的惯性力，重力和惯性力的合力使人感受到了超重。人造重力：21世纪，人类在空间站中长期生活，为了克服失重带来的不利影响，将空间站设计成一个大转轮，绕轴自转，其上各点都有一个指向转动轴的向心加速度。以空间站为参考系，与它一起旋转的物体都受到一个背离转动轴的惯性力。