PPT《笫二章 质点动力学》

二、转动参考系 匀速转动参考系 也是常见的非惯性系. 1.相对于 系静止的点,惯性离心力 静止在 系中的物体若位于过原点而垂直转轴的平面内,在K系中看来,物体受力 而在 系看来,必须认为物体不仅受真实力F作用,而且还受虚拟力 作用,两力相抵消,即 惯性离心力 当物体并不位于过原点且垂直转轴的平面上,离心力应写成

0 r 讨论:①重力与纬度的关系 惯性离心力的特点:离心力与转动参考系的转动角速度有关,与角速度是否随时间变化无关;

②离心力与物体所在位置有关,与物体在转动系中运动与否无关. 由于地球的自转,在地球上测得物体的重力并非是物体的真实重力,而是表观重力 .如图, 是物体所受引力P和离心力 的矢量和 p 由于 故 实际上由于自转效应,地球稍呈扁平, 较准确的结果是 在两极处 在赤道处 而与的夹角 ,由图知为 在上面讨论中未区分引力质量 和惯性质量 ,若要区分,则 如果惯性质量与引力质量不成正比,此 角将因物体的质料不同而异.因而,若用细线将不同质料的物体悬挂起来,悬线将取不同的方向.匈牙利物理学厄缶利用此原理,在1908年完成了一个的证明引力质量与惯性质量成正比的令人信服的实验. p ② 地球同步卫星定位于赤道上空 地球同步卫星静止于地球上空,必须满足①表观重力 为零.只有当 时,引力和离心力的矢量和才有可能为零.故地球同步卫星只能定位于赤道上空;

②卫星角速度恰等于地球自转角速度 .即 故地球同步卫星只能定位于赤道上空35630km. 2. 相对于 系作匀速运动的点,科里奥利力 若物体相对于转动参考系作相对运动,则由转动参考系的观察者看来,除了惯性离心力外,物体还受到另一惯性力的作用,此力称为科里奥利力(法国人G.Coriolis 1835年提出). 分析:如图,相对于惯性系,当质点m 以速度 沿半径oc相对圆盘等速移动时,同时参与了两个运动,由A点运动到 点. 其切向速度不断增大,在内c0如图所示作辅助线. 两式相比,得 其方向与质点相对于圆盘的速度 垂直,并指向右方. 显然,为使物体获得这个加速度,必须施物体向右的切向力 c

0 在时,在 弧段内可以应用匀变速直线运动公式. 可以证明,物体在圆盘内沿任何方向运动时,都将受到一个与运动方向垂直的科氏力.在普遍情况下 若以圆盘为参考系,在盘中观察者看来,质点m 所作的是沿半径的匀速直线运动,因此,必须认为除了 力外,还有一个力 作用在物体上.这个力与真实力 大小相等,方向相反.其大小为 其方向与质点相对于圆盘的速度 垂直,并指向左.力 是盘中观察者设想的力,是一个惯性力,即为科........