力学小论文~~~非惯性系中的离心惯性力

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1、MechanicsEssay题目.：.非惯性系电的离心惯性力Title:Non-inertialcentrifugalforceofinertiain姓名：zzy09专业：物理学内容我们在高中时学习圆周运动，包括其中的特例匀速圆周运动。我们在高中时运用牛顿第二定律很容易得到向心力F=ma向。显然,若是匀速圆周运动则有,从而很容易得至I」2Fmwr向或2.VF=m向。那么，我们依据这个公式也很容易解决与转动有关的问题。比如说，单摆运动或者是一般的摆动问题，杆的下端固定一个小球涉及到一些简单的行星绕恒星运动的问题，我们都可以运用上面的公式解决

2、。下面是一道关于转动的问题。题意如下：如图(a)所示，一光滑圆盘以匀速速率w绕铅直轴转动,在圆盘上用长为r的轻绳将质量为m的小球系于盘心且小球相对于圆盘静止，即随圆盘一起做匀速转动，求拉力F拉O显然，小球受到重力、支持力、及拉力。而重力与支持力大小相等方向相反。所以，我们可以这样理解：拉力为小球转动提供向心力，即FF拉向。那么，我们可以依据上述公式得到如下结论：22VFmwrpm拉或拉。这样此题解答完毕。r但是，如果再仔细分析此题，或更进一步分析，那么不难发现，我们解答此题是以地面为参考系的。根据参考系的分法及牛顿定律的适用性可知，地面属

3、于惯性系且牛顿第二定律是适用的。但是，如果我们以圆盘为参考系，那么我们可以得到如下结论:小球受到了拉力2却相对于圆盘静止,这与牛顿定律相悖。显然，此时牛顿第二定律并不适用。到拉力F拉我们在以圆盘为参考系为题，作如下分析（如图b所示）：小球受但处于静止状态。我们为了使小球“受力平衡”引入一个假想的力离心惯性力，表示为F,使fF■则有=2Fmwr即有f*mao拉。那么此时，我们可以说：牛顿第二定律仍然可以从以上的分析及离心惯性力的引入，我们不难发现：离心惯性力这种假想力的引入就是为了是牛顿第二定律能够在非惯性系中使用，方便我们解答相类似的问题

4、。确实，离心惯性力的引入为我们解决问题带来方便，让牛顿第二定律不仅仅适用于惯性系中的转动问题，而且适用于非惯性系中的转动问题，从而扩大了牛顿第二定律的适用范围。离心惯性力在解释现实生活中的一些现象方面发挥着极为重要的作用。例如，人站在游乐场中的转盘上而不会掉下去。又比如，游乐园中人把摩托骑在转轮上做一些表演。这些都是现实生活中一些应用离心惯性力的例子。最后，我们再回到开始的那道题。通过观察这道题，我们可以发现引入离心惯性力与未引入离心惯性力虽然结果一样，但是在本质上有着不同：一个是非惯性系，一个是惯性系。但它们都不妨碍牛顿第二定律的应用。

5、这就是引入离心惯性力的意义所在。