资料卡：惯性参照系
惯性参照系名词解释
惯性参照系名词解释惯性参照系是指以物体为参考系的非惯性系。
其实它就是一种坐标系，但它与常规坐标系有很大的区别，常规坐标系只有x、y、 z三个坐标轴，而惯性系则有四个坐标轴，即x、 y、 z、 r （惯性坐标轴），同时还有惯性原点，可见其独特之处。
下面来给你介绍几个惯性参照系： 1、地球静止系。
由于地球自转，故地球上的任何点都有一个固定的正北点，即地轴通过的地方，这个地方称为地轴。
地轴不是一条直线，而是一个极小的圆，叫做黄赤交角，这个角度随时间和地点而变化。
惯性参照系是在惯性系中不同点的位置相同的参考系。
那么除了惯性系之外，还有没有非惯性参照系呢？当然有！其特点如下：2、天文静止系。
3、非惯性系的特点。
①点的坐标与其在该参照系中的坐标不同；②不同点的时间间隔不同；③物理量的单位不同；④在不同参照系中，时间的流逝速率不同，或方向不同。
现举例说明，其目的是使同学们更好地掌握此概念。
（ 1）水星的公转周期约为88.7d，故运动轨道是椭圆，太阳在椭圆轨道的长轴上，近日点时角速度达到最大，称为水星近日点进动。
它的椭圆形轨道与太阳的平均距离约为165.5日地距离，平均运行速度约为186km/s。
（ 2）对地飞行物的水平飞行的航线，假设为一条抛物线，其末端落在两个焦点之内，称为极轨道。
运动的情况有四种：①落在一个焦点之内；②落在两个焦点之内；③落在焦点之外；④落在极点。
4、什么是动力学基本方程？其主要内容是：牛顿第二定律f=ma式中A为质量; m为物体的质量; G为牛顿第二定律； f为物体所受合外力的冲量； a为物体质心至质点的距离。
将物体作为惯性系，在基本方程的表述中，引入坐标、时间，而且引入力、加速度等变量。
总之，牛顿第二定律表示为物体具有惯性力，力的冲量就是物体受到的力，因此，引入动量变量，就是为了研究物体运动时所产生的惯性力和惯性力的冲量。
同时，引入动量变量也是为了研究物体间的相互作用。
当然，通过引入加速度和力、质量等变量，可以求解力学问题，从而进行研究，达到我们的目的。
惯性参照系
惯性参考系的认识惯性系的定义对一切运动的描述，都是相对于某个参考系的。
参考系选取的不同，对运动的描述，或者说运动方程的形式，也随之不同。
人类从经验中发现，总可以找到这样的参考系：其时间是均匀流逝的，空间是均匀和各向同性的；在这样的参考系内，描述运动的方程有着最简单的形式。
这样的参考系就是惯性系。
朗道《场论》（主要是相对论电动力学）给出的定义：牛顿第一定律成立的参照系叫做惯性系。
（原文没有用牛顿第一定律，而是直接说在这样的参照系中，一个不受相互作用的粒子将保持静止或匀速直线运动）。
这个定义在牛顿力学和狭义相对论中均适用。
这样①牛顿第一定律定义了惯性系②牛顿力学在惯性系中成立。
（在相对论中，第二条只要修正为麦可斯韦方程组和相对论力学在其中成立即可）这样就不存在逻辑循环的问题，同时也可以说明，牛顿第一定律不是牛顿第二定律在F=0时的特殊情况。
在空间内，相对于任何参考点（静止中或移动中），一个运动中的粒子的位移、速度、和加速度都可以测量计算而求得。
虽然如此，经典力学假定有一组特别的参考系。
在这组特别的参考系内，大自然的力学定律呈现出比较简易的形式。
称这些特别的参考系为惯性参考系。
惯性参考系有个特性：两个惯性参考系之间的相对速度必是常数；相对于一个惯性参考系，任何非惯性参考系必定呈加速度运动。
所以，一个净外力是零的点粒子在任何惯性参考系内测量出的速度必定是常数；只有在净外力非零的状况下，才会有点粒子加速度运动。
问题是，因为万有引力的存在，并无任何方法能够保证找到净外力为零的惯性参考系。
实际而言，相对于遥远星体呈现常速度运动的参考系应是优良的选择。
惯性系判定一个参考系是不是惯性系，只能由试验确定。
最基本的判据就是牛顿运动定律成立与否。
根据伽利略相对性原理，和一个惯性系保持相对静止或相对匀速直线运动状态的参考系也是惯性系。
在实践中，人们总是根据实际需要选取近似的惯性参考系。
比如，在研究地面上物体小范围内的运动时，地球是一个很好的惯性系。
惯性参照系
惯性参照系在第一单元中，我们提到过，运用运动学规律来讨论物体间的相对运动并计算物体的相遇时间时，参照系可以任意选择，视研究问题方便而定。
运动独立性原理的应用所涉及的，就是这一类问题。
但是，在研究运动与力的关系时，即涉及到运动学的问题时，参照系就不能任意选择了。
下面两个例子中，我们可以看到，牛顿运动定律只能对某些特定的参照系才成立，而对于正在做加速运动的参照系不再成立。
如图所示，甲球从高h 处开始自由下落。
在甲出发的同时，在地面上正对甲球有乙球正以初速0v 做竖直上抛运动。
如果我们讨论的问题是：两球何时相遇，则参照系的选择是任意的。
如果选地面为参照系，甲做自由落体运动，乙做竖直上抛运动。
设甲向下的位移为1s ，乙向上的位移为2s ，则t v gt t v gt s s h 020221)21(21=-+=+= 得 0v h t = 若改选甲为参照系，则乙相对于甲做匀速直线运动，相对位移为h ，相遇时间为0v h t =，可见，两个参照系所得出的结论是一致的。
如果我们分析运动和力的关系。
若选地球做参照系，甲做自由落体运动，乙做竖直上抛运动，二者都仅受重力，加速度都是g ，而g m G m F a ===，符合牛顿第二定律。
但如果选甲为参照系，则两物皆受重力而加速度为零（在这个参照系中观察不到重力加速度），显然牛顿第二定律不再成立。
再如图所示，平直轨道上有列车，正以速度v 做匀速运动，突然它以大小为a 的加速度刹车。
车厢内高h 的货架上有一光滑小球B 飞出并落在车厢地板上。
如果我们仅研究小球的运动，计算由于刹车，小球相对于车厢水平飞行多大距离。
若选地面为参照系，车厢做匀减速运动，向前位移为1s 。
小球在水平方向不受外力，做匀速运动，位移为2s ，在竖直方向上做自由落体运动，合运动为平抛运动。
2s 与1s 之差就是刹车过程中小球相对于车厢水平飞行的距离。
22001221)21(at at t v t v s s x =--=-= g h t 2=若改选小球做参照系，水平速度v 观察不到，车厢相对于小球做大小为a ，方向向车前进反方向的，初速为零的匀加速运动。
牛顿运动定律惯性参照系
2
d 2S2 dt 2
A
a1 2a2
T1 T2 T
m1
B m2
a1
2 2m1 4m1
m2 m2
g
2.45m
s1
a2
2m1 4m1
m2 m2
g
1.23m
s1
T 3m1m2 g 11.0N 4m1 m2
（2） T1 T2 N 0, T1 T2 T ,
（2）定滑轮A的固定轴上受到的压力. A
m1
B
m2
A m1 解
T2 T2
N
T1
B m1
a1 m2
a2 A
m2
G1
G2 T1 T2
（1）
对m1 : 对m2 :
m1g T1 m1a1 2T2 m2 g m2a2
s1 2s2 ,
d 2S1 dt 2
FT cos mg 0
r l sin
FT mω2l
cos
mg
m 2l
g
2l
θ
arccos
g ω2l
P43,T1
m1g T m1a T m2g m2a
F m1g F T T m2g m2a
B
a m1 m2 g m1 m2
解 FT mg cos man
2
an l
mg sin mat
FT
mg cos
m 2
l
mg sin ds m ds dv
惯性参照系与非惯性参照系
惯性参照系与非惯性参照系凡是牛顿运动定律能够适用的参考系称为惯性参照系(惯性系)，反之，牛顿运动定律不适用的参考系称为非惯性参考系(非惯性系)。
摘自３６０百科《非惯性参照系》。
牛顿力学的基础就是惯性认识，惯性参照系是研究物体、星体运动规律的关键，可以说宇宙中的一切物体运动都是受制于物理环境的，因此不同的物理环境就是不同的惯性参照系，特别是选择惯性参照系的过程中此前的认识根本就不太考虑物理环境对相关研究对象的影响，有些认识甚至认为运动是相对的就可以互为运动的参照，而事实上，运动的参照系是不可以互选的，甚至根本就不能以研究对象作为运动的参照。
研究物体、星体、星系运动必须以产生各种物理环境的主要物体、星体、星系作为运动的参照，只有以产生相关的物理环境作为运动的参照才能正确认识自然的运动，因此宇宙中根本就不存在什么“非惯性参照系”，“牛顿运动定律不适用的参考系称为非惯性参考系(非惯性系)。
”之说显然不成立，因为宇宙中根本就不存在非物理环境，也就是说物理的宇宙根本就没有什么非惯性参考系，非惯性参考系只在在于一些人的幻想中，惯性是物体在物理环境中的基本现象，无论离其它物质物体多远其惯性强度可以发生改变而永远大于零。
惯性强度与牛顿力学或经典力学中的物体的“惯性质量”是成正比的，但是并不与牛顿力学或经典力学中的“引力质量”成正比。
在物理世界中有惯性强度的不同，因此也就要惯性参照系的不同，研究物体运动必须选择正确有效的惯性参照系，惯性参照系选择不当，其研究结果必然走偏。
而且特别要注意的是，不同的物理环境是很难等效的，因此《相对论》中的相对性原理研究不同空间的物体运动是不科学的，得到的结论必然也经不起检验。
不同宇宙空间中物质物体、星体星系间的任何相互作用都会或多或少受到不同空间环境其它物质物体、星体星系的影响，而且各种物质物体、星体星系随时都是运动和变化着的，绝对的等效几乎不存在。
所以真正不适应研究物理环境运动规律的是《相对论》、《量子力学》。
惯性参考系分析
惯性参考系分析惯性参考系是物理学中的一个重要概念，它在分析物体的运动时起到了至关重要的作用。
本文将介绍惯性参考系的概念、特点以及与非惯性参考系的区别，并通过几个例子来进一步解释。
一、惯性参考系概述在物理学中，我们通常通过参考系来描述和分析物体的运动状态。
惯性参考系是指一个相对于物体保持静止或者做匀速直线运动的参考系。
在惯性参考系中，牛顿运动定律成立，这意味着物体只受到外力的作用，自身不受到任何额外的力。
二、惯性参考系的特点1. 平直性：惯性参考系是一个平直的坐标系，可以用笛卡尔坐标系表示。
在这个坐标系中，时间与空间是独立的，运动轨迹可用直线或曲线表示。
2. 匀速性：惯性参考系中物体的运动是匀速的，即物体的速度大小和方向保持不变。
这意味着物体在同一直线上以恒定速度运动，或者保持静止。
3. 牛顿定律适用性：在惯性参考系中，牛顿定律成立。
即物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
三、惯性参考系与非惯性参考系的区别非惯性参考系是相对于物体做非匀速运动的参考系，此时物体会受到惯性力的作用。
惯性力是一种由于参考系的加速度而引起的惯性效应。
在非惯性参考系中，物体受到两种力的作用：外力和惯性力。
惯性力的大小和方向与参考系的加速度成正比，与物体的质量成反比。
它的作用是使物体的运动方向与参考系保持一致，以保持牛顿定律在非惯性参考系中的适用性。
四、惯性参考系分析的应用1. 宇航员在太空中的运动分析：宇航员在太空中相对于地球做匀速直线运动，可将地球作为参考系进行惯性参考系分析。
2. 汽车的刹车距离分析：在车辆做匀速直线运动时，可以将地面作为参考系，分析刹车距离与刹车力之间的关系。
3. 弹射物的轨迹研究：通过将地面作为参考系，分析弹射物的运动轨迹，可以研究弹射速度与射程之间的关系。
综上所述，惯性参考系在物理学中起着关键作用。
通过惯性参考系分析，我们能够更好地理解和描述物体的运动状态。
了解惯性参考系的概念、特点以及与非惯性参考系的区别，对于深入理解物理学原理和解决实际问题具有重要意义。
物理惯性知识点总结
物理惯性知识点总结1. 惯性定律惯性定律是经典力学的基础定律之一，也被称为牛顿第一定律。
它描述了一个物体在没有外力作用下会保持它的运动状态或静止状态，即如果物体处于静止状态，它将保持静止状态；如果物体处于匀速直线运动状态，它将保持匀速直线运动状态。
这个定律表明了物体的惯性特性，也就是说物体具有一种“固有的”性质，会保持其原有的状态。
这个定律的重要性在于它为后续的牛顿运动定律和运动方程提供了基础，也为我们理解物体在运动中所表现出的行为提供了依据。
2. 惯性参考系惯性参考系是描述物体运动的参考系，它具有以下两个特点：一是它是一个惯性参考系，即在这个参考系中，牛顿运动定律成立，物体在这个参考系中表现出的运动状态符合惯性定律；二是它是一个惯性参考系，即在这个参考系中，物体没有受到任何外力的作用或者受到的外力平衡，从而保持匀速直线运动或静止状态。
对于惯性参考系的选择，通常我们会选择地面参考系作为我们的参考系，因为地面参考系相对于地球来说是惯性参考系，而在这个参考系中的运动状态是比较容易观测和描述的。
但在一些特殊情况下，比如相对论力学中的情况，我们需要考虑特殊的惯性参考系，以使得牛顿运动定律在这个参考系中依然成立。
3. 牛顿运动定律牛顿运动定律是经典力学的基础定律之一，它描述了物体在受到外力作用时所表现出的运动状态。
具体来说，牛顿第二定律描述了一个物体受力时所表现出的加速度与所受外力的关系：F=ma，即物体所受的合外力等于物体的质量与加速度的乘积。
这个定律揭示了物体受力时的运动规律，也为我们提供了计算物体在受力情况下的运动状态的方法。
同时，牛顿第三定律描述了物体相互作用的力，即两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
4. 惯性质量惯性质量是描述物体惯性特性的一个物理量，它与物体所受外力所产生的加速度成正比，即 F=ma。
惯性质量的大小为物体所受合外力与物体所产生的加速度之比，它是描述物体对于外力的反应程度的一个量度。
牛顿第一定律惯性与惯性参考系
牛顿第一定律惯性与惯性参考系牛顿第一定律是经典力学中的基础原理之一，也被称为惯性定律。
它表明一个物体如果不受到外力的作用，将会保持静止或匀速直线运动。
惯性参考系是指观察者观测物体运动时所处的参考系。
本文将探讨牛顿第一定律的概念以及如何确定惯性参考系。
1. 牛顿第一定律的概念牛顿第一定律简称为惯性定律或惯性法则，由英国物理学家艾萨克·牛顿在1687年提出。
它表明在没有外力作用的情况下，物体将保持其运动状态，即静止或匀速直线运动。
这意味着物体具有惯性，即一种抵抗状态改变的性质。
2. 惯性参考系的定义惯性参考系是指一个观测者进行物体运动观察时所选择的参考系。
在这个参考系中，牛顿第一定律适用，物体如果不受到外力，则保持静止或匀速直线运动。
这样的参考系被认为是惯性参考系。
3. 如何确定惯性参考系确定惯性参考系的关键在于排除非惯性力的影响。
非惯性力是指不是由物体自身作用力引起的力，而是由其他物体或参考系的加速度引起的力。
当存在非惯性力时，物体将会受到额外的力的作用，从而使牛顿第一定律失效。
为了确定惯性参考系，可以采取以下步骤：3.1 观察是否存在可见的力在选定的参考系中观察物体的运动，如果物体在不受外力作用下保持静止或匀速直线运动，则说明该参考系是惯性参考系。
如果观察到物体的运动状态发生变化，可能存在非惯性力的作用。
3.2 排除外力的干扰如果在观测中发现物体的运动状态发生改变，需要仔细检查是否有外力的作用。
外力可以通过实验设计、测量仪器等方式进行确定和排除。
只有排除了外力的作用，才能得到准确的惯性参考系。
3.3 持续观测运动状态通过持续观测物体的运动状态，可以进一步验证所选参考系是否为惯性参考系。
如果运动状态始终保持不变，则说明该参考系是惯性参考系。
4. 惯性参考系的意义惯性参考系的确立对于研究物体的运动规律和力学定律具有重要意义。
只有在惯性参考系中，牛顿力学定律才能得到准确应用。
通过确定惯性参考系，我们可以研究物体在不受外力作用下的自由运动规律，揭示自然界中的普遍定律。
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惯性参照系
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惯性参照系
牛顿第一、第二定律（见牛顿运动定律）在其中有效的参照系，简称惯性系。
如果s为一惯性参照系，则任何对于s作等速直线运动的参照系都是惯性参照系；而对于s作加速运动的参照系则是非惯性参照系。
所有的惯性参照系都是等效的。
惯性参照系即惯性系
惯性系的定义
对一切运动的描述，都是相对于某个参考系的。
参考系选取的不同，对运动的描述，或者说运动方程的形式，也随之不同。
人类从经验中发现，总可以找到这样的参考系：其时间是均匀流逝的，空间是均匀和各向同性的；在这样的参考系内，描述运动的方程有着最简单的形式。
这样的参考系就是惯性系。
惯性系判定
一个参考系是不是惯性系，只能由试验确定。
最基本的判据就是牛顿运动定律成立与否。
根据伽利略相对性原理，和一个惯性系保持相对静止或相对匀速直线运动状态的参考系也是惯性系。
在实践中，人们总是根据实际需要选取近似的惯性参考系。
比如，在研究地面上物体小范围内的运动时，地球是一个很好的惯性系。
在研究太阳系中天体的运动时，太阳是一个很好的惯性系。
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.
相对论的质疑
关于牛顿力学有关惯性系的概念，爱因斯坦有这样的批评：“古典力学想要说明一个物体不受外力，必须证明它是惯性的，想要说明一个物体是惯性的，又必须证明它不受外力。
”从而犯了逻辑循环的错误。
相对论者一再强调古典力学无法了解天体运动状态，目的显然是为了否定绝对时空观念及其有力支柱哥白尼系统。
但他本人却又常提起哥白尼系统，应用哥白尼系统来解决实际问题，岂非自相矛盾。
也许相对论者会提出疑问，既然太阳也绕着银河系中心转动，而银河系也不是不动的，难道仅仅根据太阳系内各天体的运动状态就可以判断其惯性的好坏？
前文已经说明，运动的绝对性是有相对运动的不等价性来体现的。
太阳系的质心（采用严格性差一点的习惯用语，可以简单点说太阳）和各行星运动状态的差别是：太阳只有绕银心转动的牵连加速度，而各行星不仅有简练加速度，而且有相对太阳运动的相对加速度，所以考虑太阳在银河系内的运动，太阳依然惯性最好。
事实上，由于太阳绕银心运动的周期是2.5亿年，距离银心是27，00 0 光年，向心和横向加速度均极为微小。
可以预计，如果银河系有绕总星系中心的运动的话，惯性就更好了。
所以，沿着这条道路，将会逐渐接近于找到一个绝对的惯性坐标系（或静止坐标系），这个坐标系就是我们所要寻找的绝对坐标系。
（从无限空间的概念来理解，绝对空间应该是一个无中心点的静止的框架。
）所以，我们目前虽然还不能确定一个绝对坐标系，但应该想它是存在的而且是可知的。
相对论者对古典力学有关惯性系的概念进行了批评，但是，相对论又是如何定义惯性系的应该是一个有兴趣的问题。
相对论者有时采用一种和古典力学差不多的提法，就是：“如果两个参考系相对作等速运动，若其中之一是惯性系，其余一个也是惯性系。
”但是，我们知道，由于高等学校承认一个标准的惯性系——绝对坐标系的存在，这样的定义是可以的，而一个标准惯性系就是光（光速不变原理）。
相对论者有时把两个相对作等速运动的坐标系含混地说成是秆锈病，但这样的定义只有宇宙间只存在两个坐标系才可能成立。
如果存在甲、乙、
丙三个坐标系，甲相对乙作等速直线运动，相对丙作非等速直线运动，那么甲究竟是惯性系还是非惯性系？
应该指出，相对作等速运动的两个坐标系，并不一定是惯性系。
在伽利略缩有名的斜塔落体实验时，轻重两物体同时落地，相对速度和相对加速度均为零，但两者均非惯性系。
相对论者有时又说不受力的坐标系是惯性系，但问题在于如何知道坐标系是不受力的。
所以正是相对论的本身在惯性系的定义问题打夯存在着逻辑循环的毛病。
相对论者有时又说相对于观察者作等速直线运动的是惯性系（因为观察者可以把自己所在坐标系看作为惯性系），但观察者坐标系作为惯性系时又将出现许多新的困难，这个问题将在讨论等效原理时再说。
因此，正是由于绝对坐标系的被否定，相对论存在着惯性系定义的困难。
异议
(大学课本中对惯性系的定义是这样的：凡是适用牛顿运动定律的参考系，叫做惯性参考系。
本文开头对惯性系的定义是有异议的。
另外，在伽利略缩有名的斜塔落体实验时，轻重两物体同时落地，相对速度和相对加速度均为零，两球内部所受合力为0，正是惯性参考系。
还有就是将所有批驳的观点，都认为是“相对论者”，这个设定不成立，有明显的立场倾向，这也不符合科学精神。
希望广大读者注意分辨。
)。