两个小例子引发的思考如下图，有一小黑人站在地面上，一小蓝人站在电梯内，电梯内还有一个电子秤，将小黄球放到电子秤上，设小球的重力为G 若电梯匀速上升，小黑人和小蓝人这两个人分别以自己为参考系，则他们通过理论分析出来的弹簧秤的示数与他们所看到的示数是否会相同吗？ 电梯匀速上升 【以小黑人为参考系分析】 小黑人看到电梯是匀速上升的，则他会想，由于物体做的是匀速运动，所以它所受的合外力为零。 画出小球的受力分析 小黑人分析小黄球的受力分析 则可以得出 FN=G 小黑人得出结论电子秤给的支持力与小黄球的重力大小相等 【以小蓝人为参考系分析】 小蓝人站在电梯内，小蓝人随着小黄球一起向上匀速，以小蓝人看来，这个小黄球就是静止的 由于物体是静止的，故其受的合外力也是为零 小蓝人对小黄球画受力分析 小蓝人分析小黄球的受力分析 则可以得出 FN=G 小蓝人得出结论电子秤给的支持力与小黄球的重力大小相等 在电梯匀速上升的状态下，不管是以小黑人为参考系，还是以小蓝人为参考系，通过理论分析得到的结果都是支持力与小黄球的重力大小相等这个和他们的观测到的结果也是完全相符合的 我们接着往下来看 若将电梯改成向上加速运动呢？ 电梯加速上升 【以小黑人为参考系分析】 小黑人看到电梯加速上升，此时他对小黄球受力分析 小黑人分析小黄球的受力分析 对其进行列式表达 FN'-G=ma 可以得出 FN'=G+ma 理论分析此时的电子秤给的支持力FN'>G 小黑人理论分析的结果是电子秤显示的示数比小黄球的重力要大 【以小蓝人为参考系分析】 小蓝人此时还是和小黄球一起在电梯内部向上加速上升 此时以小蓝人为参考系，小蓝人还是认为小黄球是静止的 小蓝人对小黄球进行受力分析 小蓝人分析小黄球的受力分析 因为小蓝人认为小黄球是静止的 故他认为小黄球的受力平衡 可以得出FN'=G 小蓝人的理论分析结果是电子秤显示的示数等于小黄球的重力 小黑人、小蓝人都是严格按照牛顿运动定律来分析问题的，但是他们得出的理论分析结果是不同的！那谁的理论分析的结果和实际的电子秤的显示示数相同呢？答案是小黑人，小蓝人结果分析错误！ 那他们分析问题方式错了吗？ 小黑人、小蓝人都没有错 那问题出在哪里呢？ 问题出在牛顿运动定律的适用范围 惯性力的引入惯性系：牛顿运动第一定律、牛顿运动第二定律成立的参考系称为惯性参考系，也可以简称为惯性系 非惯性系：牛顿运动第一定律、牛顿运动第二定律不成立的参考系称为非惯性参考系，也可以简称为非惯性系 这么说来不太好理解，我们可以简单的理解为，以大地为参考系的时候是惯性系，与大地有相对加速或者减速的物体为参考系是非惯性系 我们就以上面的例子看，小蓝人相对地面有加速运动，若以小蓝人为参考系，则就是非惯性系，而非惯性系牛顿运动第一定律与第二定律是不成立的，导致他的结果出错了 这个时候我们进一步思考，假若我们需要让小蓝人的结果正确那到底该怎么办呢？ 引入惯性力！ 【小蓝人知道自己的问题，他引入惯性力后来分析】 以小蓝人为参考系，小蓝人还是觉得小黄球是静止的 如果牛顿第一定律还是适用的---小球所受的合外力为零 但是事实是FN'与G确实不相等 这两个力之间的关系满足如下规律 FN'-G=ma 则有 FN'=G+ma 那么现在将 ma 这个式子当作一个“力”，这个力就是惯性力 小蓝人现在继续画小黄球的受力分析 加入惯性力后就可以平衡了 则上面的式子改写一下 FN'=G+F惯 同样FN'>G，结果正确了！ 特别注意:惯性力只是为了让牛顿运动第一定律与牛顿运动第二定律在非惯性系中成立而引入的，惯性力其实并不是存在的，惯性力也不存在作用力与反作用力。惯性力的大小:假设现在非惯性系相对于惯性系的加速度为a，物体的质量为m，则在非惯性系中物体受到的惯性力为-ma
用惯性力玩转考题【题目】在一向右加速运动的小车的车顶用细绳悬挂一个质量为m的小球，小球与小车保持相对静止，细绳与竖直方向的夹角为θ（重力加速度大小为g） 【问题】求出小车的加速度大小
【分析】 若以小车为参考系，小球是静止状态 小车相对于地面向右加速，设其加速度为a，则在非惯性系中，小球要受到一个向左的惯性力大小为ma 对小球受力分析
在非惯性系中的受力 列式表达
解得加速度
这题比较简单，熟练一下惯性力怎么用 再接着看一题 【题目】光滑的地面有一质量为M木板，木板足够长，现有一木块（可视为质点）从木块左端以初速度v0冲上木板，木板与物块间的动摩擦因数为u 【问题】木块从左端冲上木板后，最终在木板上滑行了多长的距离
【分析】 以木板为参考系，物块最终会静止在木板上,此时物块就不会再与长木板发生相对滑动了 长木板受到一个向右的umg大小的力 则长木板的加速度向右，并且大小为
当以长木板为参考系时（非惯性系） 则小物块会受到一个向左的F惯的力
现在对物块受力分析
以木板为参考系下物块的受力分析 列式表达如下
得出在以木板为参考系下的加速度为
则小物块在长木板上运动的距离可以根据运动学公式
得出结果
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