【正文】 說明加速效應(yīng)與引力效應(yīng)相當(dāng)（愛因斯坦提出廣義相對(duì)論的基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)之一） 2）驗(yàn)證慣性定律的參考系在哪？ 太空中的太陽(yáng)引力失重的參考系 （廣義相對(duì)論定義的 局域 慣性系） 020 ?rrmGMamFESSi ?????iF?SSM02 ?rrmGMfESSmS ???mSf?amFf imS ??? ???討論 94 在飛船中 可驗(yàn)證慣性定律 宇航員將水果擺放在立圓的圓周上， 不受力，維持圖形不變 95 飛船中驗(yàn)證了慣性定律 （真正驗(yàn)證慣性定律的參考系 恰恰 是相對(duì)牛頓慣性系的加速系， 認(rèn)識(shí)上的飛躍 ） 96 漲潮 和 退潮 2潮汐現(xiàn)象 利用平移慣性力可解釋潮汐現(xiàn)象 97 解釋： 在地球上分析：海水除了 受太陽(yáng) (月亮 )的 引力 外，還需考慮地球是個(gè)非慣性系的 慣性力 。 在質(zhì)量較大的運(yùn)動(dòng)空間中，由于 太陽(yáng)（月球）引力強(qiáng)度不同 （存在引力梯度）從而質(zhì)點(diǎn)的‘合力’不同，整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系就會(huì)發(fā)生形變。 以太陽(yáng)引力變化為例圖示定性說明 假設(shè) 平移慣性力 強(qiáng)度處處相等。 98 S0asf 0ma0ma0ma0masfsfsf注意：平移慣性力為 0amFi ?? ??太陽(yáng)引力在質(zhì)點(diǎn)與太陽(yáng)的連線方向 示意地球表面海水形狀 99 100 地球 月亮 漲潮 落潮 月球?qū)Φ孛嫔虾Ｋ囊绷? 落潮 漲潮 月 月 日 地 地 大潮 小潮 大潮與小潮 日 引潮力常觸發(fā)地震 地震常發(fā)生于陰歷初一、十五附近（大潮期），如： ,唐山 ,印度 ,神戶 101 ▲ 固體潮（形變）： 月 變形滯后 ,造成地 球?qū)υ虑蛞?, 阻止月球自轉(zhuǎn) 地球 ● 使月球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期最終達(dá)到一致。 影響： ● 使地球自轉(zhuǎn)變慢。 ● 使接近大星體的小星體被引潮力撕碎。 化石生長(zhǎng)線判斷： 3億年前，一年約 400天。 由植物年輪，珊瑚和牡蠣 如 SL─ 9慧星被木星引潮力撕碎（ 1992） 。 102 c. 科里奧利力 B B a t2 1 212? t ( )?B B A B u t t u t2 1 1 1 2? ? ?( ) ( ) ( ) ( )? ? ? ?? ? ?? 2au? ???103 只有力的作用才能使物體獲得加速度，我們把使小球獲得橫向加速度 at 的力記為 Ft，根據(jù)牛頓第二定律，其大小為 F mut ? 2 ? Ft的方向，是垂直于半徑指向右的。該力是由溝槽壁施加于小球的。 在圓盤觀察者看到，盡管有力 Ft的作用，小球仍然沿溝槽作勻速直線運(yùn)動(dòng)。這表明，在垂直于小球的運(yùn)動(dòng)方向上還受到一個(gè)與 Ft 相平衡的力 Fc，則 F?cF104 c 2F m u ??? ???? ?? umF 2c 科里奧利力 Fc與 u、 ?三者 方向滿足右螺旋關(guān)系 ， 右手定則 ，右手四指由 u經(jīng)小于 ?角轉(zhuǎn)向 ?, 伸直拇指方向就是 Fc方向。 F muc ? 2 ? ?s i nt 2F m u ??F?cF0cFF? ??105 生活中的科里奧利現(xiàn)象 在北半球，從北向南流動(dòng)的氣流所受科里奧利力的方向是從東向西的，這就形成所謂東北信風(fēng)。而在南半球則形成東南信風(fēng)。 ???? ?? umF 2c（ 1）信風(fēng) 106 （ 3）單行線鐵路的右軌被磨損得比較嚴(yán)重。而在南半球，情況與此相反。 （ 2）河流的流動(dòng) 在北半球地面上運(yùn)動(dòng)的物體，所受科里奧利力總是指向前進(jìn)方向的右側(cè)； 在南半球地面指向前進(jìn)方向的左側(cè)。所以北半球的河流，右岸被沖刷得比較厲害，常呈陡峭狀。 ???? ?? umF 2c107 （ 4）熱帶氣旋 驅(qū)動(dòng)熱帶氣旋的原動(dòng)力是一個(gè) 低氣壓中心和周圍大氣壓差，周圍大氣中的空氣在壓力差的驅(qū)動(dòng)下向低氣壓中心定向移動(dòng)，這種移動(dòng)受科里奧利力的影響而旋轉(zhuǎn)。 在北半球，旋轉(zhuǎn)為逆時(shí)針；南半球?yàn)轫槙r(shí)針。 抽水馬桶水流的旋轉(zhuǎn) ???? ?? umF 2c108 （ 5） 擺平面的旋轉(zhuǎn) ? 傅科擺 ： 傅科 () 于1851年用擺的振動(dòng)平面（擺平面）的旋轉(zhuǎn)證明地球的自轉(zhuǎn)，故得名傅科擺。這個(gè)擺架設(shè)在巴黎偉人祠的圓屋頂下，擺長(zhǎng)67 m，擺錘重 28 kg，擺的周期為 16 s，擺平面轉(zhuǎn)動(dòng) 一周約為一天半。擺平面的轉(zhuǎn)動(dòng)是科里奧利力作用于擺錘的結(jié)果。當(dāng)擺錘 自東向西擺動(dòng) 時(shí)，所受科里奧利力將使它向北偏斜；當(dāng)擺錘 自西向東擺動(dòng) 時(shí)，所受科里奧利力將使它向南偏斜，所以從上向下看，擺平面必定繞鉛直軸、沿順時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn)。 109 （ 6） 落體偏東 ： 為簡(jiǎn)便起見，可以考慮物體在赤道平面上從某一高度自由下落。以地面的點(diǎn) O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖所示的坐標(biāo)系。當(dāng)物體從點(diǎn) P沿 x軸的反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，將受到科里奧利力 Fc的作用， Fc的方向沿 y軸方向，即東方，故物體將向東偏斜。 ???? ?? umF 2c110 科里奧利力的應(yīng)用： 質(zhì)量流量計(jì) 直接或間接測(cè)量在旋轉(zhuǎn)管道中流動(dòng)的流體所產(chǎn)生的科氏力就可以測(cè)得質(zhì)量流量 ???? ?? umF 2c111 例 1:超重與失重： 臺(tái)秤上顯示的體重讀數(shù)是多少？ )( agmN ??向下 失重 a?f mg N )( agmN ?? a?向上 超重 0N m g f??＋解 : af m a??0N m g m a? ? ? a f 0N m g m a? ? ?112 例 2: 求地球表面緯度處質(zhì)量為 m的物體的重量。 解 : 設(shè)地球是半徑 R均勻球體 , 自轉(zhuǎn)角速度 ?, 為了便于分析 , 將該重物用繩懸掛在緯度 ?處 ,并相對(duì)于地球處于靜止?fàn)顟B(tài)。 0* ??? FTF ??? *FFTW ???? ????? m T F W F* ? F m R? ? ? ?2 c o s慣性離心力 除慣性離心力外 , 還有地球?qū)λ娜f有引力 F和繩子對(duì)它的張力 T, 并且有 113 ? m T F W F* ? ?????2222422222c o s2c o sc o s2RmFRmFFFFFW?????? ??利用余弦定理 很小 , 上式高次方項(xiàng)可略去 , 所以 ? ? ? ? ?7 29 10 5. r a d s 1212221 /)c o s(FRmFW ????麥克勞林的展開式 ( 1 )( 1 ) ( 1 ) ( 1 )1 , 12 ! !mnxm m m m m nm x x xn?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?114 處于地球表面的物體所受地球的萬有引力與重力是不同的 , 而且物體的質(zhì)量與重量這兩個(gè)概念是有本質(zhì)差別的 。 ???? 22221 c o s)c o s( RmFFRmF ????重量隨所處緯度的增高而增大 212221 /)c o s(FRmFW ????115 第一章 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) 116 167。 11 質(zhì)點(diǎn)和參考系 質(zhì)點(diǎn)；參考系 167。 12 描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量 時(shí)間；位置矢量；位移；速度；加速度 167。 13 描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系 直角坐標(biāo)系；自然坐標(biāo)系 nvtvnaaa ????????2nt dd????117 167。 14 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 慣性系和非慣性系 167。 15 力學(xué)中常見的力 萬有引力 )(12122122112 rrrmmGF ?? ??彈性力 F=?k x 摩擦力 fmax = ?0 N f = ? N 118 167。 16 伽利略相對(duì)性原理 一 、 伽利略變換 x x u t? ??yy??zz??經(jīng)典時(shí)空觀 。 伽利略相對(duì)性原理 二、慣性力 a. 直線加速參考系中的慣性力 慣性力： f m a??39。tt?119 b. 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中的慣性力 * 2F m r??思考題：慣性離心力與離心力的區(qū)別 c. 科里奧利力 ???? ?? umF 2c120 1. 掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量的定義和性質(zhì)，這些物理量包括：位置矢量、時(shí)間、位移、路程、速度、速率和加速度等； 2. 掌握并能運(yùn)用描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的三種常用坐標(biāo)系，即直角坐標(biāo)系、平面極坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系； 3. 理解并掌握牛頓三定律的物理內(nèi)容、定律所涉及的物理概念，并能運(yùn)用它們求解質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)問題； 4. 清楚地認(rèn)識(shí)力學(xué)中常見的三種力 (萬有引力、彈性力和摩擦力 )的性質(zhì)，并能在具體的力學(xué)問題中正確地處理它們； 5. 理解伽利略相對(duì)性原理的實(shí)質(zhì)，掌握三種慣性力的成因、表現(xiàn)和表示方法，并能用以處理具體問題。 本章基本要求 121 r z ? ? N ? m mg o z r 水面 z0 [例 ] 已知：筒以 ? 繞 z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水對(duì)筒靜止。 求：水面形狀 (z r關(guān)系 ) 122 123