惯性与惯性力
★惯性
解释惯性现象的思路和方法
分两大类解释
一,涉及两个物体的情况: 涉及两个物体的情况:
1,两个物体原来都处于什么运动状态;2,其中某一物体由于某种原因 突然改变状态(或忽然分开)3,另一物体由于惯性继续保持原来的状态, 于是就发生某种现象.
二,涉及同一物体两个部分的情况: 涉及同一物体两个部分的情况:
生产和生活中的惯性现象
踢球,用铁锹铲雪,泼水,滑冰; 烧锅炉时用铁锹往炉膛内添煤; 跳远运动员起跳前的助跑; 跑步的人当脚碰到障碍物时向前摔倒; 撞击锤柄,可以使锤头紧紧套在锤柄上; 骑自行车太快容易发生事故; 拍打衣服可除去灰尘; 摩托车飞跃断桥; 宇航员走出飞船后,仍能与飞船"并肩"前进,不会落在 飞船后面.
△氢气球吊着一个重物升空,若氢气球突然爆炸,那么重物将( A ) A.先竖直上升,后竖直下落. B.匀速竖直下落. C.加速竖直下落. D.匀速竖直上升.
△ 火车在长直轨道上匀速行驶, 车厢内有一人向上跳起,发 现仍落回原处的原因是什么?( D ) A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的推力,带着他随同火 车一起向前运动.B.人跳起瞬间,车厢地板给他一向前推力,推 动他随同火车一起向前运动.C.人跳起后,车在继续向前运动, 所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后的距离的 不明显.D.人跳起后直到落地,在水平方向上始终和车具有相 同的速度.
惯性现象分析
把一个木块直立在小车上,让小车突然启动,观察思考: 把一个木块直立在小车上,让小车突然启动,观察思考: 现象:小车上的木块向后倒去. 现象:小车上的木块向后倒去. 思考:木块初始状态是静止 当小车突然运动时, 静止, 思考:木块初始状态是静止,当小车突然运动时,木块由 惯性要保持原来的静止状态 所以要向后 要保持原来的静止状态, 于惯性要保持原来的静止状态,所以要向后倒. 如果让小车突然急刹车,观察思考: 如果让小车突然急刹车,观察思考: 现象:小车上的木块向前倒去. 现象:小车上的木块向前倒去. 思考:木块初始状态是运动 运动, 思考:木块初始状态是运动,当小车突然停止运动 时, 木块由于惯性要保持原来的运动状态,所以要向前 惯性要保持原来的运动状态 木块由于惯性要保持原来的运动状态,所以要向前倒.
惯性力的概念
目录
达朗贝尔原理\惯性力的概念
另一例子是用绳子系住一个小球，使
它在水平面内作匀速圆周运动，如图所示。
小球受绳子拉力F的作用，产生法向加速
度an。设小球的质量为m ，则F=man。同样 地，由于小球具有惯性，力图保持其原来
的运动状态不变，因而对绳子必有一反作
用力FI，FI=－F=－man 。定义力FI为小球 的惯性力。这种惯性力与法向加速度的方
设质点M在力的作用下沿平面曲线运动（如图），惯性力FI在
运动轨迹的切向与法向的分力为
FIτ FIn
maτ man
FIn
a
FI
M
(+)
a
式中：FI——切向惯性力；
FI
an
FIn——法向惯性力(即离心力)。
(-)
n
目录
达朗贝尔原理\惯性力的概念
若将惯性力沿直角坐标 轴分解（如图），则有
FIx max
FIy
ma
y
目录
理论力学
理论力学
达朗贝尔原理\惯性力的概念
惯性力的概念
1.1 质点的惯性力的概念
我们用两个例子来说明质点的惯性力的概念。在光滑的水平直 线轨道上用手推动质量为m的小车，使它获得加速度a，如图所示。 人手对小车的作用力F=ma。由于小车具有惯性，力图保持其原来 的运动状态不变，所以小车必然同时给人手以反作用力FI，此力与 力F的大小相等，方向相反，即FI=－F=－ma，作用在人手上。我 们把这个力FI定义为小车的惯性力。
向相反，恒背离圆心O，故又称为离心惯 性力，简称离心力。一般地，设质点的质
O
量为m ，加速度为a，则把力
FI=－ma 定义为质点的惯性力，而不管其是否存在
对惯性力的认识
对惯性力的认识
关于惯性力的认识
惯性力是一种经常忽略但又如此重要的力量，它的作用影响着包括物理学、化学、地理学等多个领域。
惯性力也是许多天文学、航空学和航天学都受它影响的元素。
从物理学的角度来说，惯性力是指一个物体保持其动量、速度和质量不变的力量，它是原子和分子等微观世界物质运动的基础。
在宏观世界中，比如地球，惯性力又作用于物体，表现为抗拒移动和抑制移动。
地球自转是一种惯性力的直接表现，也被称作摩擦力，由于旋转的惯性力，地
球上的物体往往没有完全静止的状态，反而一直在运动，特别是有敌对某一地方的惯性动作可以使地球转得更快。
同样，航天飞行中发动机的冲力也是一种惯性力，一般情况下，当飞行器停止发动机的工作，惯性会给飞行器带来一些推进力，而且随着发动机停止时间的延长，飞行器将会持续受到惯性推力，从而改变其运动轨迹。
惯性力并不仅仅存在于宇宙中，它也存在于我们的日常生活中。
比如，当你从
某个高度跳下时，你会感受到一丝又一丝的抗拒，这种抗拒力就是惯性力，它作用在你的肢体上，迫使你回到它原本的方位，这就是惯性力的表现。
总之，惯性力是一种重要的存在，它不但能让我们了解宇宙，还能影响我们的
日常生活，也正是这种力量让我们拥有如此多的生命奇迹。
人教版八年级物理下册第八章第1节第2课时 惯性
A．甲、丙 C．乙、丙
B．甲、丁 D．乙、丁
14 ． (2018· 嘉兴 ) 近年来，车贴已经成为一种时 尚．下列车贴中的提示语属于防止因惯性带来危害的是 ( D )5 ． (2018· 武汉 ) 生活中人们常常利用物体的惯 性．下列描述正确的是( D )
A．标枪运动员通过助跑提高成绩，利用了运动员 自身的惯性 B．紧固锤头时撞击锤柄的下端，利用了锤柄的惯 性 C．拍打窗帘清除上面的浮灰，利用了窗帘的惯性 D．将脸盆里的水泼出去，利用了水的惯性
解：前车司机在说谎．因为在追尾时，前车突然加 速，而前车中的人由于惯性会向后倒，所以前车司机的 头不会撞在前面的玻璃上，故是前车司机在说谎．保持 车距．
◎拓展思维 13．小宇在家观看汽车拉力赛的电视节目，发现汽 车行驶速度很快．其中途经一段“S”形弯道时，如图．他 想：现场观看的观众为了更安全，应站的位置是图中 ( C )
A．②③④① C．②④①③
B．②③①④ D．②④③①
8． 公交车上安装有拉环， 避免乘客由于车突然启动 或刹车摔倒．如图是水平向右匀速运动的公交车内一名 乘客没有抓住拉环的示意图．如果在急刹车时，该乘客 摔倒方向和拉环摆动方向的示意图应是( A )
A
B
C
D
9． 沿东西方向直线运动的火车突然刹车， 车厢里的 乘客看到水平桌面上的小球朝着自己滚动过来，这是由 于小球具有 惯性 列车是向 的缘故． 若乘客是面朝西坐着的， 则 (填“东”或“西”)运动的．
【解析】当汽车向前开动时，液体由于惯性仍保持 原来的静止状态， 因此会向后挤， 从而将气泡向前挤压， 使气泡向前运动．
12．交警在处理一起两车追尾事故时，前车司机说： “我的车速很慢，后车突然加速撞了我的车尾，导致我的 头撞到前方玻璃．”后车司机说：“前车司机突然刹车， 我来不及刹车就撞上了”． 你判断哪个司机在说谎？理由 是什么？并写出一条交通安全警示语．
惯性力对物体运动的影响
惯性力对物体运动的影响惯性力是指由于物体自身惯性而产生的一种力，它对物体运动具有显著的影响。
本文将详细探讨惯性力对物体运动的影响，并通过具体实例来进一步说明。
一、惯性力的定义和原理惯性力是由于物体自身的惯性而产生的一种力。
根据牛顿第一定律，物体在不受外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。
当物体发生加速度时，它相对于某一参考系会产生一个向相反方向的力，这个力即为惯性力。
二、离心力与向心力1. 离心力对物体运动的影响离心力是物体在旋转轨道上由于惯性而产生的离心效应所产生的力。
当物体在圆周运动时，离心力的作用会使得物体远离中心，产生离心效应。
离心力的大小与物体的质量、速度以及距离中心的距离有关。
离心力对物体运动的主要影响是改变物体的运动方向和路径，使物体保持在弯曲的轨道上运动。
2. 向心力对物体运动的影响向心力是物体在旋转轨道上向相反方向产生的力。
当物体在圆周运动时，向心力的作用会使得物体向中心靠拢，保持在固定的轨道上运动。
向心力的大小与物体质量、速度以及轨道半径有关。
向心力对物体运动的主要影响是使物体保持在规定的轨道上运动，而不会从轨道上飞出。
三、科里奥利力和福氏力1. 科里奥利力对物体运动的影响科里奥利力是一种由物体自身旋转产生的力，它会使物体的运动轨迹发生变化。
当物体在旋转的参考系中运动时，科里奥利力会使物体产生一个垂直于速度和旋转轴的力，从而改变物体运动的方向。
科里奥利力对物体运动的影响是使物体偏离预期的轨迹，并且在不同的旋转参考系中产生不同的效果。
2. 福氏力对物体运动的影响福氏力是一种由物体在地球自转过程中所产生的力。
它是垂直于运动物体速度和地球自转轴的力。
福氏力对物体运动的主要影响是使得物体在赤道上偏离直线运动，并且对物体运动的方向和轨迹产生改变。
四、实例分析以汽车转弯为例，当汽车转弯时，轮胎对地面的摩擦力会产生一个向中心的向心力，使得汽车保持在弯曲的轨道上行驶。
同时，惯性力也发挥作用，使得乘客有向外侧倾斜的感觉，这就是离心力的作用。
惯性力
惯 性 力
牛顿定律的适用条件是在惯性系中的低速宏观物体，而在非惯性系中，牛顿定律不成立． 引入惯性力，牛顿定律也能在非惯性系中使用．F I 的大小为ma （m 为研究的物体，a 为所选参考系相对地面的加速度），F I 的方向和a 的方向相反．
惯性力是一个假想的力，完全是为了使牛顿第一、二定律在非惯性系中也能成立而人为地想象出来的，实际上并不存在．惯性力不存在施力物体，也没有反作用力．
质点的达朗贝尔原理
人用手推车时，车在加速运动过程中，人会感到受到力的作用，
这个力是由于车具有惯性，力图保持原来的运动状态对人产生的反抗
力，称为惯性力．
如图质点m 的运动，由牛顿第二定律：a m F F N =+，令
a -m F I =，作移项处理，有0=++I N F F F ，I F 为惯性力，上式为质
点的达朗贝尔原理．从形式上看作用在质点上的各个力和虚加惯性
力组成平衡力系，这只不过是处理动力学问题的一种方法(动静法)，
质点并未处于平衡状态．
引进惯性力的作用：
【例1】使一些动力学问题变成静力学问题．
已知：m A 、m B 、α、μ=0，问：F =？，才能使A 、B 相对静止？
【例2】使一些问题较易解决．
已知：m A 、m B 、α、μ=0，求A 、B 的加速度a A 、a B ．
【例3】使一些问题顺理成章．
已知：b 、h ，问：a 不大于多少才能使箱不翻倒？。
第20章 惯性力
FIR maC M IC J C
结论：有质量对称平面的刚体，平行于此 平面运动时，刚体的惯性力系简化为在此 平面内的一个力和一个力偶。这个力通过 质心，其大小等于刚体的质量与质心加速 度的乘积，其方向与质心加速度的方向相 反；这个力偶的矩等于刚体对过质心且垂 直于质量对称面的轴的转动惯量与角角速 度的乘积，转向与角加速度相反。
§20-2 刚体惯性力系的简化
对质点系，每个质点均受到惯性力的作用，这些惯性力形成一 个力系，利用静力学的力系简化理论，求出惯性力系的主矢和 主矩，给解题会带来方便，这里讨论刚体平移、定轴转动和平 面运动时惯性力系的简化。 以FIR表示惯性力系的主矢，则
FIR mi ai maC
该式对任何质点系做任意运动都成立，当然适用于做平移 、定轴转动与平面运动的刚体。主矢的大小和方向与简化中心 的位置无关。
t aBA aA l l
aA aB a t CA
C
aC a A a
t CA
aA
q
A
aA
19
第二十章 惯性力
因此得此杆惯性力系的主矢为
P P t FIR aC (a A aCA ) FIe FIr g g
式中
P P t FIe a A，FIr aCA g g
23
第二十章 惯性力
[例4] 牵引车的主动轮质量为m，半径为R，沿水平直线
轨道滚动，设车轮所受的主动力可简化为作用于质心的
两个力 F1 、F2 及驱动力偶矩M，车轮对于通过质心C并垂 直于轮盘的轴的回转半径为，轮与轨道间摩擦系数为f , 试求在车轮滚动而不滑动的条件下，驱动力偶矩M 之最 大值。
惯性的本质是什么？为何万物皆有惯性？
惯性的本质是什么？为何万物皆有惯性？等效原理的本质说明——灵遁者等效原理是⼴义相对论的基⽯，这是我们都知道的。
可是等效原理的本质是什么？其实这个我在关于“惯性的本源”论述中，已经有提到了。
即等效原理的本质就是引⼒是惯性的源泉！惯性是由引⼒决定的。
爱⽒说“等效原理”是他⼀⽣中最开⼼的构想，那么到底具体这个构想是咋样的，我们⼀起来看看。
等效原理，尤其是强等效原理，在⼴义相对论的引⼒理论中⼗分重要，它的重要性⾸先是被爱因斯坦分别在1911年的《关于引⼒对光传播的影响》及1916年的《⼴义相对论的基础》中被提出来。
等效原理共两个不同程度的表述：弱等效原理及强等效原理。
它们的区别是什么？思考⼀下，往下看。
对此原理，爱因斯坦曾说：“我为它的存在感到极为惊奇，并且猜想其中必有⼀把可以更深⼊了解惯性和引⼒的钥匙。
”等效原理揭⽰了，在任何⼀个时空点上都可以选取适当的参考系，使⼀切物质的运动⽅程中不再含有引⼒项，即引⼒可以局部地消除。
如果认为这种消除了引⼒的参考系是惯性系，那么，等效原理告诉我们，在任何⼀个时空点，⼀定存在局部惯性系。
伽利略最早注意到，不同物体沿斜⾯的下滑运动是⼀样的,即引⼒加速度与物体的组成⽆关。
后来⽜顿单摆实验，其实也注意到了这⼀点。
⽜顿根据单摆周期的测量发现，周期只与摆长有关，⽽与摆锤的质量和材料⽆关。
这些结果都表明，任何物体的引⼒质量与惯性质量之⽐都是⼀样的。
⼗九世纪末，匈⽛利物理学家厄⽸作了更精确的实验。
根据这个性质，只要选择适当的参考系，在所有⼒学⽅程中，引⼒与惯性⼒都可相互抵消掉。
这个性质称为弱等效原理。
再进⼀步推⼴，在参考系中，⼒学⽅程和⼀切运动⽅程中的引⼒作⽤都被抵消掉，这就是等效原理，或称为强等效原理。
等效原理是⼴义相对论的第⼀个基本原理，也是整个⼴义相对论的核⼼。
其基本含义是指重⼒场与以适当加速度运动的参考系是等价的。
先来具体看看弱等效原理：弱等效原理原是指观测者不能在局部的区域内分辨出由加速度所产⽣的惯性⼒或由物体所产⽣的引⼒，⽽它是由引⼒质量与惯性质量成正⽐例这⼀事实推演出来，这个关系⾸先是由伽利略及⽜顿⽤⼀系列的实验断定出来。
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惯性与惯性力
惯性是物体的一种属性，代表了物体维持静态或匀速直线运动的趋
向性。
它遵循牛顿第一定律，即物体在没有外力作用时将保持静止或
匀速直线运动。
而与惯性密切相关的是惯性力，它是由于物体因迅速
改变速度而产生的一种力。
一、惯性的概念及特性
惯性是一个基本物理概念，代表了物体运动状态保持不变的特性。
根据牛顿第一定律，物体在静止状态下，如果没有外力作用，将保持
静止；物体在匀速直线运动状态下，如果没有外力作用，将保持匀速
直线运动。
二、惯性力的概念与来源
当物体发生非离散运动时，物体的本身惯性使得它在改变运动状态
的过程中产生了一种“抗拒”的效应，即惯性力。
惯性力的作用方向与
物体的运动方向相反，大小与物体的加速度成正比。
惯性力的来源可以从微观和宏观两个层面来解释。
在微观层面，物
体内部的原子、分子以及电子之间的相互作用力是产生惯性力的基础。
这些相互作用力使得物体的局部区域在改变运动状态时对整体产生了
阻碍效应。
在宏观层面，惯性力的来源可以通过牛顿的第二定律来解释。
根据
牛顿第二定律，物体的加速度与合外力成正比，而合外力是物体所受
外力与产生的惯性力之和。
这意味着当物体发生加速度时，惯性力与
外力之间存在一种平衡，使得物体的加速度保持稳定。
三、惯性力的示例
1. 离心力
离心力是一种常见的惯性力示例，它是由于物体在旋转参考系中的
离心运动而产生的一种力。
例如，当我们在旋转的摩天轮上，我们会
感受到一种向外的力，这就是离心力带来的效应。
2. 科里奥利力
科里奥利力是地球自转引起的一种惯性力，它会使得自由移动的物
体在水平方向上发生偏转。
这种力对于飞行器和导弹的运动轨迹有着
重要的影响。
3. 标准重力与离心力之间的平衡
在行星表面上，物体既受到重力的作用，也受到由自转引起的离心
力作用。
这两种力之间的平衡会使得物体的运动状态保持稳定。
例如，地球上的天体在轨道上维持着相对稳定的运动状态，因为标准重力与
离心力相互平衡。
四、惯性力与日常生活的联系
惯性力在我们日常生活中有着广泛的应用。
例如，汽车的刹车系统
利用了惯性力的概念。
当车辆突然刹车时，乘坐者身体的惯性会保持
原有的运动状态，产生向前倾斜的效果。
为了保证乘坐者的安全，刹车系统利用惯性力来平衡乘坐者的运动状态，使其保持相对稳定。
另外，运动场上的各种项目也充分体现了惯性力的作用。
例如，田径比赛中的短跑运动员，当他们猛然起步时，由于身体的惯性，会产生一种后仰的力，这就需要运动员通过肌肉控制保持平衡。
综上所述，惯性是物体运动状态保持不变的特性，而惯性力则是因为物体迅速改变运动状态而产生的一种力。
惯性力在我们的生活中随处可见，它帮助我们理解并解释了许多日常运动现象。
通过深入理解惯性力，我们能更好地理解物体运动的规律，并应用于各个领域的实践中。