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(共14张PPT)
2020
全国高中物理竞赛
华科附中辅导课件
（含竞赛真题练习）
第4节 惯性力
牛顿运动定律只在惯性系中成立，而不适
用于非惯性系。但许多实际问题在非惯性系中
研究起来却比较方便。为了在非惯性系中形式
上利用牛顿第二定律分析问题, 需要引入惯性
力这一概念。
Inertial Force
1. 加速平动参考系
假设另有一参考系S?相对于惯性系S以加速
度 沿直线运动。在S?参考系中, 质点的加速度
是 ,
则
将上式代入右式可得
上式可改写为 ：
若假想在S?系中观察时，除了真实的外力
外，质点还受到另外一个力 的作用 , 则
质点受到的合外力等于 。
这样在S?系中就可形式上应用牛顿第二定律了！
这种在非惯性系中形式上应用牛顿第二定
律而必须引入的假想的力叫做惯性力，记为
于是，在加速平动参考系中有:
对于其它类型的非惯性系, 惯性力有不同形
式的表达式。
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——惯性力
引入惯性力后，在非惯性系中牛顿第二定律
在形式上被恢复了。
非惯性系中的牛顿第二定律：
合外力
虚拟力
惯性力不是物体间的相互作用（不能归结为自
然界的四种基本力），但它是确实存在的一种特殊
的力，它既无施力者, 也无反作用力, 不满足牛顿
第三定律。
真实力
物体间的真
实相互作用
物体的惯性在非
惯性系中的表现
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例5. 升降机以加速度a0=1.8m?s -2下降。升降机内
有一与地板成? =30?角的光滑斜面,一物体从
斜面顶端由相对静止下滑。设斜面顶端离地
板高h=1m, 求物体滑到斜面末端所需的时间。
例5. 升降机以加速度a0=1.8m?s -2下降。升降机内
有一与地板成? =30?角的光滑斜面,一物体从
斜面顶端由相对静止下滑。设斜面顶端离地
板高h=1m, 求物体滑到斜面末端所需的时间。
解：
选升降机为参考系，它是加
速平动参考系。物体除受重
力和斜面的支承力外，还受
到惯性力的作用，如图所示。
设物体沿斜面下滑的加速
度为a ,则在平行于斜面的方向上有:
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物体沿斜面作匀加速直线运动
则物体滑到斜面末端所需的时间为
故
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2. 匀速转动的非惯性系S?
如图：在一个匀速转动的水平转盘上, 一方块因
受摩擦力而相对盘静止, 转盘相对地面的
角速度为?.
求在转动参照系中方块受的惯性力。
在地面参照系：
方块作匀速圆周运动
在转盘上：
方块静止不动，即
合外力
即
——惯性离心力
向心
向心
静摩擦
真实力
真实力
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例6. 水桶以角速度? 旋转，求水面的形状？
解：水面关于z 轴对称。任选水面一小质元m，
它在水面的切线方向静止。
斜率
积分
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z0
水是流体，无切向应力，故周围的水
对质元m的作用力必定垂直于液面。
在水面参考系中有:

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