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第三章第八節(jié)慣性系和非慣性系 教案
第三章第八節(jié)慣性系和非慣性系 教案
教學(xué)重點：慣性系和非慣性系、慣性力
教學(xué)難點：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)小車相對于地面以加速度 做直線運動時，從地面上觀察，小球如何運動？從小車上觀察，小球如何運動？
分析：從地面上觀察，小球相對于地面保持靜止．從小車上觀察，小球?qū)⒛嬷≤嚨倪\動方向運動，最后從桌子上掉下來．因為小球在水平方向上不受外力作用，所以小球相對于小車的運動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 做直線運動時，從地面上觀察，小球如何運動？從小車上觀察，小球如何運動？彈簧處于什么狀態(tài)？
分析：從地面上觀察，小球?qū)⒆雠c小車同向的加速運動．小車上觀察，小球?qū)⑾鄬τ谛≤囲o止．彈簧處于伸長狀態(tài)．因為小球在水平方向上受彈力作用，所以小球相對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)實驗和理論發(fā)生矛盾時，可能是實驗現(xiàn)象觀察有誤；可能是理論錯誤或理論存在一定的適用條件．
分析問題：實驗現(xiàn)象觀察正確．理論在很多的實際應(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話》中的一段話．
3、引入慣性系和非慣性系
（1）慣性系：牛頓運動定律成立的參考系．
研究地面上物體運動，地面通常可認(rèn)為是慣性系，相對于地面作勻速直線運動的參考系也是慣性系．
研究行星公轉(zhuǎn)時，太陽可認(rèn)為是慣性系．
（2）非慣性系：牛頓運動定律不成立的參考系．
例如：前面例子中提到的小車，它相對于地面存在加速度，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力，使物體的受力滿足牛頓運動定律，這個力就是慣性力．例如在上述例1中，若設(shè)想由一個力 作用在小球上，其方向與小車相對于地面的加速度 的方向相反，其大小等于 （ 是小車質(zhì)量），則小球相對于小車的運動與其受力情況相符．同理可以分析例題2，這里不再贅述．
1、慣性力：在做直線加速運動的非慣性系中，質(zhì)點受到的與非慣性系的加速度 方向相反，且大小等于質(zhì)點質(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．
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