血流质点牵连惯性力向下.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,质点在非惯性系中的运动,几个有意义的实际问题,飞行员的黑晕和红视现象,爬升时：,a,5,g,俯冲时：,a,2,g,几个有意义的实际问题,几个有意义的实际问题,几个有意义的实际问题,几个有意义的实际问题,几个有意义的实际问题,北半球由南,向北流动的河,流对河岸将产,生什么作用,？,s,a,s,r,x,z,y,O,质点相对运动动力学的基本方程,M,r,x,y,z,O,F,惯性参考系,O x y z,非惯性参考系,O,x,y,z,绝对运动轨迹,s,a,质点,M,在惯性参考系中的运动轨迹,相对运动轨迹,s,r,质点,M,在非惯性参考系中的运动轨迹,研究质点在非惯性参考系中,的运动需要先研究质点在惯性,参考系中的运动。,相对位矢,r,F,作用在质点上的力,s,a,s,r,x,z,y,O,M,r,x,y,z,O,F,对质点,M,应用牛顿第二定律,根据加速度合成定理,非,惯性系中质点的运动微分方程,质点的质量与质点的相对加速度的乘积等于作用在质点上的外力的合力与牵连惯性力以及科氏力的矢量和。,(1)当动系相对于定系仅作平动时,(2)当动系相对于定系作匀速直线平动时,(3)当质点相对于动参考系静止时,(4)当质点相对于动参考系匀速直线运动时,质点相对静止的平衡方程：,即质点在非惯性参考系中保持相对,静止时，作用在质点上的力与质点的牵连惯性力相互平衡。,质点相对平衡方程,飞机急速爬高时,飞行员的黑晕现象,爬升时：,a,5,g,惯性参考系,地球,非惯性参考系,飞机,动点,血流质点,牵连惯性力向下，从心脏,流向头部的血流受阻，造成,大脑缺血，形成,黑晕现象。,飞行员的黑晕与红视现象,俯冲时：,a,2,g,飞机急速俯冲时,飞行员的红视现象,牵连惯性力向上，使血流,自下而上加速流动，造成,大脑充血，形成,红视现象,。,飞行员的黑晕与红视现象,惯性参考系,地球,非惯性参考系,飞机,动点,血流质点,慢速转动的大盘使快速运动的皮带变形,惯性参考系,地球,非惯性参考系,大盘,动点,皮带上的小段质,量,m,牵连惯性力,大盘转速,很慢，牵连加速度很小，,m,的,牵连惯性力可以忽略,不计。,慢速转动的大盘使快速运动的皮带变形,牵连惯性力,大盘转速很慢，牵连加速度很小，,m,的,牵连惯性力可以忽略不计。,科氏力,m,的,科氏加速度,a,C,2,v,科氏力,F,IC,2,m,v,，,使皮带变形。,慢速转动的大盘使快速运动的皮带变形,由于地球的,自转引起的水,流科氏惯性力。,水流科氏,惯性力对右,岸的冲刷。,A,a,l,M,例 题 1,质量为,m,，,长度为,l,的单摆，其悬挂点随框架以匀角速度,绕铅,垂轴转动，求单摆相对静止时的,角和摆杆的张力。摆杆质量不计。,解：,取小球,M,为研究对象,m,g,F,T,F,Ie,M,单摆相对静止时，应满足,解得：,O,R,例 题 2,人造卫星观察到地球海洋处有一逆时针的漩涡，周期为14小时，问该处在北半球还是南半球？纬度多少？,解：,取地球为非惯性参考系，考察任一点,M,F,IC,应,提供其圆周运动的向心力。,地,M,v,r,F,IC,a,C,e,该处应在南半球,纬度,=59,O,例 题 3,P,k,k,开有矩形槽的大盘以等角速度,绕,O,轴旋转。矩形槽内安置物块-弹簧系统，物块,P,的质量为,m,，,弹簧的刚度系数为,k,。,初始状态下，物块处于大盘圆心,O,，,这时弹簧不变形。,求,：1、物块的相对运动微分方程；,2、物块对槽壁的侧压力。,P,k,k,k,k,P,x,y,O,x,v,r,a,e,n,a,C,解：,1、非惯性参考系,O x,y,动点物块,P,2、分析相对速度和各种加速度：,相对速度,v,r,沿着,x,正向,牵连加速度,a,e,n,由大盘转动引起,科氏加速度,a,C,2,v,r,F,Ie,n,F,F,N,F,IC,3、分析质点(物块)受力：,F,弹簧力,F,2,k x,F,N,槽对物块的约束力,F,IC,科氏力,F,Ie,n,法向牵连惯性力,F,Ie,n,m,2,x,P,k,k,k,k,P,x,y,O,x,v,r,a,e,n,a,C,F,Ie,n,F,F,N,F,IC,4、建立质点(物块)的相对运动微 分方程：,5、计算结果分析与讨论,物块在,x,0,处的平衡位置,为稳定平衡位置。,当,时牵连惯性力小于弹簧的弹性恢复力，,物块的相对运动为自由振动，其固有频率为,当,牵连惯性力大于弹簧的弹性恢复力，,物块不能在,x,0,处附近作,自由振动，物块在,x,0,处,的平衡是不稳定的。,当,牵连惯性力等于弹簧的弹性恢复力,物块在,x,0,处为随遇的平衡位置。,结论与讨论,关于傅科摆的相对运动轨迹,结论与讨论,关于傅科摆的相对运动轨迹,惯性参考系地心系,O,动参考系,O,x y z,无科氏力的运动轨迹,A,0,O,A,2,A,0,A,1,A,2,有科氏力的运动轨迹,结论与讨论,关于傅科摆的相对运动轨迹,谢谢大家,返回本章目录页,