对于任何惯性参照系牛顿力学的规律都具有同的形式

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1、 对于任何对于任何惯性惯性参照系参照系,牛顿力学的规律都具有牛顿力学的规律都具有相同的形式相同的形式.这就是经典力学的相对性原理这就是经典力学的相对性原理.相对于不同的参考系相对于不同的参考系,经典力学定律的形式是经典力学定律的形式是完全一样的吗完全一样的吗？牛顿力学的回答牛顿力学的回答:相对于不同的参考系相对于不同的参考系,长度和时间的测量结果长度和时间的测量结果是一样的吗是一样的吗?绝对时空概念：时间和空间的量度和参考系无绝对时空概念：时间和空间的量度和参考系无关关,长度和时间的测量是绝对的长度和时间的测量是绝对的.牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观牛顿力学的相对性原理牛顿力学的相对性原理

2、经典力学的绝对时空观经典力学的绝对时空观牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观伽利略变换伽利略变换当当 时时0tt oo与与 重合重合txxvyy zz tt 位置坐标变换公式位置坐标变换公式x xy yvo oz z ss*),(),(zyxzyxPx xt vz z yyzzaayyaa xxaa加速度变换公式加速度变换公式aaamF amFvxxuuyyuu zzuu伽利略速度变换公式伽利略速度变换公式 在两相互作匀速直线运动的惯性在两相互作匀速直线运动的惯性系中，牛顿运动定律具有相同的形式系中，牛顿运动定律具有相同的形式.x xy yvo oz z ss*),(),(zyxzyxPx xt

3、vz z yy牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观牛顿力学的相对性原理牛顿力学的相对性原理注注 意意 牛顿力学的相对性原理，在宏观、牛顿力学的相对性原理，在宏观、低速的范围内，是与实验结果相一致低速的范围内，是与实验结果相一致的的.你跳向船尾也不会比跳向船头来得远你跳向船尾也不会比跳向船头来得远,虽然你跳在空中时虽然你跳在空中时,脚下的船底板向着你跳的反方向移动脚下的船底板向着你跳的反方向移动.你把不论什么东西你把不论什么东西扔给你的同伴时扔给你的同伴时,如果如果你的同伴在船头而你在你的同伴在船头而你在船尾船尾,你所用的力并不你所用的力并不比你们两个站在相反位比你们两个站在相反位置时所用的力更大置

4、时所用的力更大 水滴将象先前一样水滴将象先前一样,滴进下面的罐子滴进下面的罐子,一滴一滴也不会滴向船尾也不会滴向船尾,虽然虽然水滴在空中时水滴在空中时,船已行船已行驶了相当距离驶了相当距离.只要运动是匀速的，你就无法从其中任何一个现象来确定只要运动是匀速的，你就无法从其中任何一个现象来确定船是在运动还是停着不动船是在运动还是停着不动伽利略实验伽利略实验 一、非惯性系一、非惯性系 noninertial system 惯性定律不成立的参考系（相对于惯性系作加速运动）。惯性定律不成立的参考系（相对于惯性系作加速运动）。二、惯性力二、惯性力 inertial force 在非惯性系中，牛顿运动定律不

5、适用，但是也可以假想，在非惯性系中，牛顿运动定律不适用，但是也可以假想，在非惯性系中，除了物体相互作用所引起的力以外，还有一种在非惯性系中，除了物体相互作用所引起的力以外，还有一种由于非惯性系而引起的力由于非惯性系而引起的力惯性力，这样就能在形式上运用惯性力，这样就能在形式上运用牛顿运动定律了。牛顿运动定律了。惯性力没有真正施力者，所以也就没有反作惯性力没有真正施力者，所以也就没有反作用力。用力。非惯性系非惯性系 惯性力惯性力三、平动参考系三、平动参考系 flat movement四、四、匀速圆周运动参考系匀速圆周运动参考系 uniform circular motion reference

6、system 物体相对于转动参考系静止物体相对于转动参考系静止,设质设质量为量为 m 的物体与水平圆盘都以角速度的物体与水平圆盘都以角速度绕过盘心的竖直轴转动。绕过盘心的竖直轴转动。静止于转动参考系的物体，受到一个静止于转动参考系的物体，受到一个沿径向向外的惯性力，也称作沿径向向外的惯性力，也称作惯性离惯性离心力心力，用，用 f 表示表示rmmafn2ran2其中其中Fn 为惯性系中的观察者观察到的小球所受到的向心力。为惯性系中的观察者观察到的小球所受到的向心力。惯性离心力惯性离心力 f 与与 r 成正比：成正比：为向心加速度。为向心加速度。f 称为科里奥利力。式中称为科里奥利力。式中m为质点

7、的质量，为质点的质量，v为质点相对为质点相对于非惯性系的速于非惯性系的速 度，度，为非惯性系转动的角速度。为非惯性系转动的角速度。科里奥利力和惯性离心力一样，是由于将牛顿第科里奥利力和惯性离心力一样，是由于将牛顿第 二定律二定律引用于非惯性系而引入的修正项，无施力者，但在非惯性参引用于非惯性系而引入的修正项，无施力者，但在非惯性参考系中，这一力也可以感受到，观察到。考系中，这一力也可以感受到，观察到。在地球上，运动物体会由于地球的自转而受到科里奥利在地球上，运动物体会由于地球的自转而受到科里奥利力的作用，如落体偏东力的作用，如落体偏东;气体受到科里奥利力气体受到科里奥利力 影响形成环流。影响形成环流。而傅科摆，（而傅科摆，（1851年，巴黎伟人祠，年，巴黎伟人祠，28kg,70m长，长，T=17s,摆摆平面每小时改变平面每小时改变110,32小时转一圈小时转一圈。）则是地球作为非惯性。）则是地球作为非惯性系的一个生动的证明。系的一个生动的证明。五、科里奥利力五、科里奥利力 Coriolis force 当质点相对于转动的非惯性系运动时，质点受到一种附当质点相对于转动的非惯性系运动时，质点受到一种附加的力，其表达式为加的力，其表达式为: