平移惯性力各处均匀，与质点的位置无关。 牛顿力学认为惯性力是“假想力”不是物体间 ，
的相互作用，没有反作用力。
惯性力有真实的效果。
7
转动系中的惯性力、科里奥利力
设圆盘匀速转动，物体 m 相对圆盘静止
F
F = m ω2r
F
F + Fi = 0 Fi m ω2r
Fi
8
物体相对圆盘运动时，还要受科里奥利力
a a aca ac 2 aca r ——向心加速度
ac = 2ω×v ——科里奥利加速度
代入 S 系牛顿第二定律 F = ma，得圆盘系中形式 上的牛顿第二定律：
F (maca ) (mac ) ma
真实力 惯性离心力 科里奥利力
a0
a0
若沿用牛顿定律的 形式，则必认为小 球受力为 ma0
再看一例
5
设 S 系相对惯性系 S 以加速度 a0 平动 在惯性系 S 中，设质点的加速度为 a
F ma F — 真实力 ，a — 质点的加速度
在 S 系中, 牛顿第二定律成立
在非惯性系 S 中，设质点的加速度为 a
15
2009年高考题
16
§2.3 常见的几种力 Some Forces
1.重力: F = mg
2.弹性力: F = kx 3.摩擦力 ⑴滑动摩擦力大小: 4.流体阻力: ⑴ v 较小时: f = kv ⑵ v 较大时: f = kv2
17
f =kN
⑵最大静摩擦力大小: fmax= sN
Issac Newton (1642—1727)
In 1687, 《 The Mathematical Principles of Natural Philosophy 》 1
第二章 牛顿运动定律 Newtons Laws of Motion
本章： 牛顿运动定律 SI单位和量纲 常见的几种力 基本的自然力北来自西东南
【演示实验】
12
ω
科里奥利力来源 于恒星的引力!
？
恒星
在地面系看：地球不转，摆面转。 在恒星系看：地球转，摆面不转。 物体的惯性依赖于宇宙及其分布 马赫原理 13 不同意见： ？ 宇宙物质分布不对称惯性不对称
§2.2 SI单位和量纲 SI Units and Dimension
1. SI单位 SI(System International) ——国际单位制

l
T
m
ˆn e

v mg
22
ˆt e
dv 定解问题： mg cos m d t 2 T mg sin m v l d 运动学条件 vl dt t 0, 0, v 0 初始条件
求解：
1 d d d v v v d v g cos , g cos d v dv dt l d t d l d v 2 g cos d 1 vdv, gl sin 1 v 2 l 0 0
电磁力 强力 弱力
102 1 106
不限
1015m
1018m
19
应用牛顿定律解题
两类问题：已知力求运动 已知运动求力
解题思路： 确定物体 分析运动状态（运动学条件，初始条件） 分析受力（要画图）
选取坐标系，列方程，
求解，讨论
20
提高型附录* 应用牛顿定律解题 两类问题：已知力求运动；已知运动求力 解题思路：分析运动状态；
牛顿三大定律、惯性系、非惯性系、惯性 力、科里奥利力、量纲
2
实用的惯性系：
1、FK4系：以1535颗恒星平均静止位形作为基 准——目前最精确 2、太阳系：由天文学观测结果得出，绕银河系 中心公转的法向加速度约为 2 1010 m s 2 比较精确
z
地面系 太阳系
y x 地心系
3
z
地面系 太阳系
y
x 地心系
3、地心系：绕太阳公转的法向加速度约为 6 103 m s 2 较好的惯性系 4、地面系：地球自转使赤道处的物体产生的法 向加速度为 3.4 102 m s 2 较差 4
6.* 非惯性系、惯性力与科里奥利力
非惯性系包括：平动加速系、转动系
一、平动加速系中的惯性力
v 科里奥利力： F c = 2mω×
9
【例】圆盘匀速转动，物体 m 相对圆盘沿 径向运动的情况的科里奥利力：

槽壁真实力
mω2r
2mω× v
——北半球，冲刷右岸 【演示实验】科里奥利力
科里奥利力
离心力
10
与中学地理知识矛盾了？怎么回事？
11
傅科摆摆面的旋转
1851年傅科在巴黎（北半
球）的一个大厅里悬挂摆长 67 米的摆。发现摆动平面每 小时沿顺时针方向转过 1115’角度。
1960年第11届国际计量大会通过
力学基本量：长度(m)、质量(kg)、时间(s)
导出量： 速度(m/s)、加速度(m/s2)、力(N) 等
⒉量纲 将一个物理量用若干基本量的幂乘表出的 式子，称为该物理量的量纲
14
e.g. [v]=LT-1
[a]=LT-2
[F]=MLT-2
[]=T-1
[]=T-2 …… 量纲分析——利用量纲来检验文字结果正 确性的方法
分析受力；
选参考系、坐标系； 列方程； 求解，讨论。
21
【例】柔软细绳长为 l ，小球质量为 m ，求摆下 至 角时小球的速度和绳的张力。 解 选择参考系 O
张力的概念 分析受力 d 运动状态 v l ; t 0, 0, v 0 dt 自然坐标系 列方程：
mg cos m dv（切向） dt 2 v T mg sin m （法向） l
Notes
Gm m 1 2 ①万有引力大小：F = 2 r
（引力常量G = 6.67 1011 Nm2/kg2） ②就万有引力而言，质量分布具有 球对称性的物体，等效于全部质量 集中于球心的质点
18
§2.4 基本的自然力 Fundamental Interaction
种 类 万有引力 相对强度 1038 作用距离 不限
代入 F m a 中得 F (ma ) ma 0 在 S 系中, 形式上的牛顿第二定律： F Fi ma
a a a0
6
Fi m a0
——平移惯性力
质点所受平移惯性力的大小，等于质点的质量 和此非惯性系整体相对惯性系的加速度的乘积， 方向与此加速度的方向相反