§ 2-7 非惯性系 惯性力
1,非惯性系
牛顿第二定律仅仅适用于惯性系,怎样把
牛顿第二定律推广到非惯性系呢?
惯性系,相对于地球静止或作匀速直线运
动的物体 。
非惯性系,相对地面惯性系做加速运动的物
体 。
平动加速系,相对于惯性系作变速直线运动，
但是本身没有转动的物体。例如：在平直轨道上
加速运动的火车。
转动参考系,相对惯性系转动的物体。例如：
转盘在水平面匀速转动。
非惯性系
2,惯性力
S------惯性系
----- 非惯性系
S?
系相对 S系的
加速度0
a?----S?
m
分别表示一质量为
a?
和
a??
的质点在 S系和
系中的加速度S?
0a
?
在平动加速系中，对牛顿第二定律进行推广。
惯性力
aaa 0 ??? ???
据加速度的变换关系有
在 S系中，牛顿定律成立
aF ?? m?
在 系中
S? aaaF 0 ??? ????? mmm
牛顿定律在 系中不成立
S?
大小
0i aF m?
方向与 的方向相反
0a
?
在非惯性系中
aFF ??? ???? m
惯性力
0i aF
?? m??
惯性力
在转动参考系中，对牛顿第二定律进行推广。
如图所示系统：
大小
方向
2?mR?
iF
沿着圆的半径向外
惯性离心力
nF ?? 2i ?mR??
注意：惯性力不是作用力，没有施力物体，它是
虚拟力，在非惯性系中来自参考系本身的加速效
应。只有非惯性系中才能观察到惯性力。
在地球上观察, 小球加速运动；
在转盘上观察, 小球静止 。 而小
球受力情况完全一样, 这样出现
两个运动规律, 产生矛盾 。
3,惯性力的应用
非惯性系
(1)加速度计
B — 指针
K — 平衡弹簧
C — 表盘
o — 支点
C
om B
K
C
o
Ka?
m B
a?m
a.结构
惯性力的应用
b,工作原理
a?
C
om B
K
C
o
K
m
a?m
加速度计整体以加速度 a?
运动时,m受惯性力作用，
引起指针 B偏转。
(2)炮弹引爆
a? 弹体
引
信
击针
击针座
弹簧 K1
a?m
a,引爆原理
惯性力的应用
a? 弹体
引
信
击针
击针座
K1
a?m
(2)炮弹引爆
a,引爆原理
惯性力的应用
惯性力的应用
a? 弹体
引
信
击针
击针座
K1
a?m
b,保险装置
离心子
K2
(2)炮弹引爆
a.引爆原理
惯性力的应用
a? 弹体
引
信
击针
击针座
K1
a?m
b,保险装置
离心子
K2
(2)炮弹引爆
a.引爆原理
?
例题 2-13 一质量为 60kg的人, 站在电梯中的磅秤上, 当电
梯以 0.5m/s2的加速度匀加速上升时, 磅秤上指示的读数是多
少？ 试用惯性力的方法求解 。
解 取电梯为参考系 。 已知这个非惯性系以
a=0.5m/s2的加速度对地面参考系运动, 与之相应
的惯性力
amF ?惯
惯F
从电梯这个非惯性系来看, 人除受重力 G（ 方向
向下 ） 和磅秤对它的支持力 N (方向向上 )之外,
还要另加一个 。 此人相对于电梯是静止的,
则以上三个力必须恰好平衡,
惯性力的应用
即 0???
惯FGN
于是 NagmFGN 6 1 8)( ?????
惯
由此可见, 磅秤上的读数 （ 根据牛顿第三定律, 它
读的是人对秤的正压力, 而正压力和 N是一对大小相
等的相互作用 ） 不等于物体所受的重力 G。 当加速上
升时, N>G；加速下降时, N<G。 前一种情况叫做,
超重,, 后一种情况叫做, 失重, 。 尤其在电梯以
重力加速度下降时, 失重严重, 磅秤上的读数将为 0
。
惯性力的应用
即 0???
惯FGN
于是 NagmFGN 6 1 8)( ?????
惯
由此可见, 磅秤上的读数 （ 根据牛顿第三定律, 它
读的是人对秤的正压力, 而正压力和 N是一对大小相
等的相互作用 ） 不等于物体所受的重力 G。 当加速上
升时, N>G；加速下降时, N<G。 前一种情况叫做,
超重,, 后一种情况叫做, 失重, 。 尤其在电梯以
重力加速度下降时, 失重严重, 磅秤上的读数将为 0
。
惯性力的应用
1,非惯性系
牛顿第二定律仅仅适用于惯性系,怎样把
牛顿第二定律推广到非惯性系呢?
惯性系,相对于地球静止或作匀速直线运
动的物体 。
非惯性系,相对地面惯性系做加速运动的物
体 。
平动加速系,相对于惯性系作变速直线运动，
但是本身没有转动的物体。例如：在平直轨道上
加速运动的火车。
转动参考系,相对惯性系转动的物体。例如：
转盘在水平面匀速转动。
非惯性系
2,惯性力
S------惯性系
----- 非惯性系
S?
系相对 S系的
加速度0
a?----S?
m
分别表示一质量为
a?
和
a??
的质点在 S系和
系中的加速度S?
0a
?
在平动加速系中，对牛顿第二定律进行推广。
惯性力
aaa 0 ??? ???
据加速度的变换关系有
在 S系中，牛顿定律成立
aF ?? m?
在 系中
S? aaaF 0 ??? ????? mmm
牛顿定律在 系中不成立
S?
大小
0i aF m?
方向与 的方向相反
0a
?
在非惯性系中
aFF ??? ???? m
惯性力
0i aF
?? m??
惯性力
在转动参考系中，对牛顿第二定律进行推广。
如图所示系统：
大小
方向
2?mR?
iF
沿着圆的半径向外
惯性离心力
nF ?? 2i ?mR??
注意：惯性力不是作用力，没有施力物体，它是
虚拟力，在非惯性系中来自参考系本身的加速效
应。只有非惯性系中才能观察到惯性力。
在地球上观察, 小球加速运动；
在转盘上观察, 小球静止 。 而小
球受力情况完全一样, 这样出现
两个运动规律, 产生矛盾 。
3,惯性力的应用
非惯性系
(1)加速度计
B — 指针
K — 平衡弹簧
C — 表盘
o — 支点
C
om B
K
C
o
Ka?
m B
a?m
a.结构
惯性力的应用
b,工作原理
a?
C
om B
K
C
o
K
m
a?m
加速度计整体以加速度 a?
运动时,m受惯性力作用，
引起指针 B偏转。
(2)炮弹引爆
a? 弹体
引
信
击针
击针座
弹簧 K1
a?m
a,引爆原理
惯性力的应用
a? 弹体
引
信
击针
击针座
K1
a?m
(2)炮弹引爆
a,引爆原理
惯性力的应用
惯性力的应用
a? 弹体
引
信
击针
击针座
K1
a?m
b,保险装置
离心子
K2
(2)炮弹引爆
a.引爆原理
惯性力的应用
a? 弹体
引
信
击针
击针座
K1
a?m
b,保险装置
离心子
K2
(2)炮弹引爆
a.引爆原理
?
例题 2-13 一质量为 60kg的人, 站在电梯中的磅秤上, 当电
梯以 0.5m/s2的加速度匀加速上升时, 磅秤上指示的读数是多
少？ 试用惯性力的方法求解 。
解 取电梯为参考系 。 已知这个非惯性系以
a=0.5m/s2的加速度对地面参考系运动, 与之相应
的惯性力
amF ?惯
惯F
从电梯这个非惯性系来看, 人除受重力 G（ 方向
向下 ） 和磅秤对它的支持力 N (方向向上 )之外,
还要另加一个 。 此人相对于电梯是静止的,
则以上三个力必须恰好平衡,
惯性力的应用
即 0???
惯FGN
于是 NagmFGN 6 1 8)( ?????
惯
由此可见, 磅秤上的读数 （ 根据牛顿第三定律, 它
读的是人对秤的正压力, 而正压力和 N是一对大小相
等的相互作用 ） 不等于物体所受的重力 G。 当加速上
升时, N>G；加速下降时, N<G。 前一种情况叫做,
超重,, 后一种情况叫做, 失重, 。 尤其在电梯以
重力加速度下降时, 失重严重, 磅秤上的读数将为 0
。
惯性力的应用
即 0???
惯FGN
于是 NagmFGN 6 1 8)( ?????
惯
由此可见, 磅秤上的读数 （ 根据牛顿第三定律, 它
读的是人对秤的正压力, 而正压力和 N是一对大小相
等的相互作用 ） 不等于物体所受的重力 G。 当加速上
升时, N>G；加速下降时, N<G。 前一种情况叫做,
超重,, 后一种情况叫做, 失重, 。 尤其在电梯以
重力加速度下降时, 失重严重, 磅秤上的读数将为 0
。
惯性力的应用
