《力学相对性原理非惯性参考系.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《力学相对性原理非惯性参考系.ppt(17页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、例 飞机以水平速度 飞离跑道后逐步上升,其上升轨道为抛物线,并测得x=l 时y=h。设飞机的质量为m,上升过程中水平速度保持 不变,求飞机在起飞时受到空气的上升力。,解:设,m,m,例 两质量均为m的小球穿在一光滑的圆环上,小球由一轻绳相连,环竖直放置在图示位置由静止释放。问释放时绳上张力为多少?,解:,两小球的动力学方程为,R,m,例 设一物体在离地面上空高度等于地球半径处由静止向地面落下,计算它到达地面时的速度(不计空气阻力和地球自转)。,解:,例 设一高速运动的带电粒子沿竖直方向以速度v0向上运动,从某时刻t=0开始粒子受水平方向向右、随时间成正比的电力 的作用,f0是已知常量,粒子质量
2、为m。求粒子的运动轨道。,解:,解:浮力B是个变力:,附加 变力问题:有一密度为 的细棒,长度为l,其上端用细线悬着,下端紧贴着密度为 的液体表面,现将悬线剪断,求细棒在恰好全部没入液体中时的沉降速度,设液体没有粘性.,细棒的重力:,棒所受合外力:,由牛顿第二定律:,浮力是位移的函数,积分:得:,利用:,则上式为:,例2 滑块与光滑斜面的相对运动,光滑楔子以加速度 沿水平地面滑动,质量为 的滑块沿楔子的光滑斜面滑下。求滑块相对于地面的加速度和对斜面的压力。,解:取楔子为参考系,沿斜面建立直角坐标系,对滑快进行受力分析,如图所示。,滑块的运动方程为,由方程(1)解得,由方程(2)解得,滑块对斜面
3、的压力的大小与 相等。,滑快相对于地面的绝对加速度矢量为,如图所示,由几何关系可得绝对加速度的大小为,绝对加速度与水平方向夹角 为,例题3 如图所示,升降机内有一倾角为的光滑斜面。当升降机以加速度a相对地面上升时,一物体m正沿斜面下滑。求物体m相对于升降机的加速度。,解 以升降机为参考系(非惯性系),物体m受三个力作用:真实力mg和N,惯性力ma,方向如图。沿斜面方向应用牛顿定律,有 m(g+a)sin=ma解得:a=(g+a)sin,可见,采用非惯性系,解题步骤非常简捷!,(1)在 S 中,2.惯性离心力,或:,T 提供质点的“向心力”,使质点具有“向心加速度”,2.2力学相对性原理 非惯性参考系,(2)在 S中,观测者认为 小球静止!,牛顿第二定律“成立”。,式中,与 T 方向相反!,两力平衡,小球静止!,称为惯性离心力!,2.2力学相对性原理 非惯性参考系,例 一根弯成图示形状的光滑金属丝,其上套一小环,当金属丝以匀角速度绕竖直对称轴转动时,若要求小环在金属丝上任何地方都平衡,问这根金属丝要弯成什么形状?,2.2力学相对性原理 非惯性参考系,解:在旋转参照系中,小环受力如图:,由旋转参照系中力平衡条件:,如图所示:,2.2力学相对性原理 非惯性参考系,所以金属丝要弯抛物线的形状!,2.2力学相对性原理 非惯性参考系,