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参考系是我们描述物体运动时选择的坐标系统。同一个物体的运动,在不同参考系中的描述可能完全不同。比如火车上的乘客观察一个球的运动,在乘客看来球可能是静止的,但在地面观察者看来,球随着火车一起运动。这说明参考系的选择对运动描述至关重要。
惯性参考系是物理学中的基本概念,指的是不受外力作用或合外力为零的参考系。在惯性参考系中,牛顿第一定律严格成立,即不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态。判断一个参考系是否为惯性参考系的关键标准是:参考系本身没有加速度。在这样的参考系中观察物体运动,不会出现虚拟的惯性力。
非惯性参考系是指具有加速度的参考系。与惯性参考系不同,非惯性参考系本身存在加速度,因此牛顿定律在其中不能直接适用。在非惯性参考系中观察物体运动时,会出现惯性力现象。例如在加速行驶的汽车内,摆锤会向后倾斜,这是因为汽车参考系是非惯性的。非惯性参考系主要分为直线加速参考系和旋转参考系两类。