【必备】高中物理竞赛专题之转动参考系(共58张PPT)

高中物理竞赛专题 之 转动参考系专题 第四章 转动参照系 §4.1 平面转动参照系 §4.2 空间转动参照系 §4.3 非惯性系动力学(二) §4.4 地球自转所产生的影响 *§4.5 傅科摆 第四章 转动参照系 §4.1 空间转动参照系 一、空间转动参照系 讨论： z x y o P 1. 若 为平动系 ，P点的速度及加速度 速度： 2.当 作任意运动（平动+转动）时，而P点相对 系静 止时，P点的速度及加速度(如刚体) 平动牵连加速度 加速度： 3.当 作任意运动（平动+转动）时，而P点相对 系 运动时，P点的速度及加速度 转动牵连加速度 加速度： 速度： 科里奥利定理 §4.2 平面转动参照系 一、建立平面转动参照系 (空间关系) P x y o z 二、速度 P点的绝对速度： 或用普遍公式推导： 三、加速度 P x y o z 或用普遍公式推导： 解： ①对象：质点 ②参照系：S系—地面 平面转动参考系S'—圆盘 ③求速度 坐标系： ④求加速度(用科里奥利定理) 0 0 =0 例2: 用科氏定理推导速度和加速度在平面极坐标系 中的表达式。 解： 1. 研究对象：质点P 3. 求速度 2. 参考系： =0 z P x y o 3. 求加速度 由科氏定理 =0 z P x y o 解： ①求相对速度 =0 ②求转动牵连速度 ②加速度 =0 由科氏定理 0 0 §4.3 非惯性系动力学(二) 一、非惯性系动力学方程 z x y o P 非惯性系下质点的动力学方程 =0 =0 惯性离心力 3.受力分析 解: 1.研究对象：小球 z x y 例1:在一光滑水平直管中,有一质量为m的小球，此管以 恒定角速度 绕通过管子一端的竖直轴转动，如果起始时， 球距转动轴的距离为a，球相对于管子的速度为零，求小球 沿管的运动规律及管对小球的约束反作用力。 2.参考系： 0 4.列动力学方程 投影方程为 5.解方程 方程(1)的通解为： 小球所受的约束反作用力 解法二：在惯性系中处理此问题 建立柱面坐标系 小球的动力学方程为 z x 解：取圆圈为平面转动系，小环为运动物体。对动系而言，小环受力有： 例2：质量为m的小环P，套在半径为a的光滑圆圈上，而圆圈在水平面内以匀角速