转动参照系动力学与平动参照系动力学的研究.doc

题目：转动参照系动力学与平动参照系动力学的研究学生姓名：缪凡学生学号：1306010120年级：13级电子工程学院专业：物理班级：（1）班指导老师：王永礼转动参照系动力学与平动参照系动力学的研究学生：缪凡指导老师：王永礼淮南师范学院物理系摘要采用不同的参考系解决动力学问题，以培养学生的发散性思维，使学生具备灵活解决动力学问题的能力。而且在不同的参考系下，计算的复杂程度是不同的。所以，选取合适的参照系是很重要的。平动参考系就是参考系之间通过平移而来的，而转动参考系则是通过旋转一定的角度得来的。平动参考系和转动参考系之间有很多异同，只有了解它们，我们才能合理的运用。关键词：平动参考系转动参考系abstractUsingadifferentframeofreferencetosolvetheproblemofdynamics,tocultivatestudents'divergentthinking,causesthestudenttohavetheflexibilitytosolvedynamicproblems.Andinadifferentframeofreference,thecomputationalcomplexityisdifferent.So,theselectionofsuitablereferencesystemisveryimportantof.Dynamicbalanceframeofreferenceisareferencelinebetweenthroughthetranslationof,andtherotationofthereferencesystemisbyrotatingacertainangle.Betweenthetranslationalandrotationalframeofreferencehasalotofsimilaritiesanddifferences,onlytounderstandthem,wecanreasonableuse.Keywords:translationalreferencesystemofrotatingreferenceframe引言：研究动力学问题，首先要选择合适的参考系。当运用牛顿定律时，只能选取惯性参考系；当运动状态之间可以通过平移的来时，最适合的是平动参考系；当运动状态是转动变化而来时，最适合的是选取转动参考系。1.平动参照系下的运动在有些情况下，参考系本身也在运动。最简单的情况，即参考系作平动。设有两个参考系S和S´，前者是静止不动的，后者相对于前者是作匀速直线运动。如果有两个观察者A和B,分别处于S和S´系中观察同一物体（质点）的运动，那么他们所观察到的结果，彼此有什么不同和联系呢？要观察物体的运动，总得要进行测量，即测量空间距离和时间间隔，现在又发生了一个问题，那就是这两个观察者所观测到的空间距离和时间间隔，会不会因他们之间有这种相对运动而发生差异？根据伽利略和牛顿的假定，这两个观察者用事先校准好了的仪器（钟和尺）进行空间距离和时间间隔的测量所得到的结果，并不因他们间这种相对运动而有任何差异。但严格说来，这只有在低速情况下才是正确的。当物体速度高到和光速相近时，上述假定就不能成立。但在通常情况下，物体运动的速度远比光速小，故伽利略、牛顿的假定可以成立。一般就是讨论低速情况下，关于高速运动物体，则要用到爱因斯坦的相对论。现在让我们先研究相对于“静止”坐标系S作匀速直线运动的参考坐标系S´的运动问题，也就是相对运动中最简单的一种情况。如图1-1-1：O´（）如为上述S´系的原点O´在某一瞬间时相对于S系原点O的坐标，则为S´系对S系的相对分速度，均为定值。如P代表运动质点在同一瞬时的位置，对S系而言，其坐标为（x，y，z），对S´系而言，其坐标为（x´，y´z´），则由图可知：求上三式对t的微商，得：写成矢量形式，则为：O（0,0,0）我们通常把物体相对于“静止”参考系S的运动叫做“绝对”运动，所以物体相对于S系的运动速度，就叫做“绝对”速度。把物体相对于参考系S´的运动叫做相对运动，所以物体相对于运动参考系S´系的运动速度就叫做相对速度。只与物体随S´系一道运动而具有相对于SP（）（x´，y´，z´）系的运动，则叫做牵连运动，所以这个速度就叫做牵连速度。对相对于S系作匀速直线运动的参考系S´而言,是常矢量。故求对时间的微商，得：因为=0，即因为参考系是做匀速运动的，它没有加速度，所以在两个参考系中观察的加速度相等。如果参考系S´相对于S系作加速直线运动，，因为对速度来说，式还是成立的，所以对它们进行时间的微商，得：，跟速度一样，叫做绝对加速度，是质点相对于S系的加速度；叫做相对加速度，是质点相对于S´系的加速度。至于则S´系相对于S系的加速度，