第三章第八節(jié)慣性系和非慣性系 教案

教學(xué)重點(diǎn)：慣性系和非慣性系、慣性力

教學(xué)難點(diǎn) ：慣性力

示例：

一、慣性系和非慣性系

1、發(fā)現(xiàn)問題：

舉例1：如圖1所示，小車靜止，小球靜止于小車內(nèi)光滑的水平桌面上．當(dāng)小車相對(duì)于地面以加速度 做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，從地面上觀察，小球如何運(yùn)動(dòng)？從小車上觀察，小球如何運(yùn)動(dòng)？

分析：從地面上觀察，小球相對(duì)于地面保持靜止．從小車上觀察，小球?qū)⒛嬷�小車的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，最后從桌子上掉下來．因?yàn)樾∏蛟谒�平方向上不受外力作用，所以小球相�?duì)于小車的運(yùn)動(dòng)不符合牛頓第一定律．

舉例2：如圖2所示，用彈簧將小球固定于小車內(nèi)的光滑水平桌面上，當(dāng)小車恒定加速度 做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，從地面上觀察，小球如何運(yùn)動(dòng)？從小車上觀察，小球如何運(yùn)動(dòng)？彈簧處于什么狀態(tài)？

分析：從地面上觀察，小球?qū)⒆雠c小車同向的加速運(yùn)動(dòng)．小車上觀察，小球?qū)⑾鄬?duì)于小車靜止．彈簧處于伸長狀態(tài)．因?yàn)樾∏蛟谒�平方向上受彈力作用，所以小球相�?duì)于小車的靜止不符合牛頓第二定律．

2、分析問題：

提出想法：當(dāng)實(shí)驗(yàn)和理論發(fā)生矛盾時(shí)，可能是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察有誤；可能是理論錯(cuò)誤或理論存在一定的適用條件．

分析問題：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察正確．理論在很多的實(shí)際應(yīng)用中被證明是正確的．因而可能是理論存在一定的適用條件．

矛盾的癥結(jié)出在：相對(duì)于誰來觀察現(xiàn)象，即參考系是誰．

閱讀書P65伽利略在《關(guān)于兩種世界體系的對(duì)話》中的一段話．

3、引入慣性系和非慣性系

（1）慣性系：牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立的參考系．

研究地面上物體運(yùn)動(dòng)，地面通�？烧J(rèn)為是慣性系，相對(duì)于地面作勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系也是慣性系．

研究行星公轉(zhuǎn)時(shí)，太陽可認(rèn)為是慣性系．

（2）非慣性系：牛頓運(yùn)動(dòng)定律不成立的參考系．

例如：前面例子中提到的小車，它相對(duì)于地面存在加速度，是非慣性系．

二、非慣性系和慣性力

解決問題：在直線加速的非慣性系中引入一個(gè)力，使物體的受力滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律，這個(gè)力就是慣性力．例如在上述例1中，若設(shè)想由一個(gè)力 作用在小球上，其方向與小車相對(duì)于地面的加速度 的方向相反，其大小等于 （ 是小車質(zhì)量），則小球相對(duì)于小車的運(yùn)動(dòng)與其受力情況相符．同理可以分析例題2，這里不再贅述．

1、慣性力：在做直線加速運(yùn)動(dòng)的非慣性系中，質(zhì)點(diǎn)受到的與非慣性系的加速度 方向相反，且大小等于質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量 與非慣性系加速度大小 的乘積的力，稱為慣性力．

2、注意：慣性力不是物體間的相互作用力，不存在施力物，也不存在反作用力．而且只有在非慣性系中才有慣性力．

3、例題：見典型例題．

第三章第八節(jié)慣性系和非慣性系 教案

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