怎样在非惯性系中运用牛顿第二定律求解物理问题

时间:2022-04-26 04:20:10 阅读: 最新文章 文档下载
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怎样在非惯性系中运用牛顿第二定律求解物理问题



新课程物理必修1-174页给同学们介绍了惯性系和非惯性系。区分惯性系和非惯性系就在于分清坐标系的加速度是否等于零。如果某个参考系的加速度为零,则该参考系就是惯性系,在惯性系内,对研究对象而言,牛顿定律成立;如果某个参考系的加速度不为零,则该参考系就是非惯性系,在非惯性系内,对研究对象而言,牛顿定律不成立;而如果我们假设研究对象除了受到其它的力以外,还受到一个惯性力()的作用,则在该非惯性系内,对研究对象就可以用牛顿定律进行求解了。下面我们举一个例题进行具体分析。

如图1一个质量为m的光滑小球,置于升降机内倾角为的斜面上。另一个垂直于斜面的挡板同小球接触,挡板和斜面对小球的弹力分别为N1N2。起初,升降机静止,后来,升降机以a向上加速运动。试求:

升降机静止和以a加速运动这两种情况下,挡板和斜面对小球的弹力分别为多少?

解:方法一:在惯性系中运用牛顿第二定律, 我们首先对小球进行受力分析,如图2,得到: 建立平面直角坐标系,如图2,得到:

N1sinN2cosmgma N1cosN2sin

解,得到:

N1m(ga)sin N2m(ga)cos

方法二: 从另一种角度来说,本题中如果以电梯为参考系(非惯性参考系),则小球处于静止状态,其受力情况处于平衡状态。小球的受力情况如图3所示,则(其中,f为惯性力的大小):

*

N1sinN2cosmgf* N1cosN2sin

f*ma

解,得到:

N1m(ga)sin


N2m(ga)cos

综上所述,我们发现不管是在惯性系中还是在非惯性系中求解物理问题,尽管各种方法的具体的步骤有所区别,但是最后必定要得到相同的结果。


本文来源:https://www.wddqw.com/doc/f4342df4cd2f0066f5335a8102d276a200296033.html