慣性參考系
對一切運動的描述，都是相對於某個參考系的。參考系選取的不同，對運動的描述，或者說運動方程的形式，也隨之不同。人類從經驗中發現，總可以找到這樣的參考系：其時間是均勻流逝的，空間是均勻和各向同性的；在這樣的參考系內，描述運動的方程有著最簡單的形式。這樣的參考系就是慣性參照系，也稱為慣性參考系或慣性系。
非慣性參考系
相對於慣性系（靜止或勻速運動的參考系）加速運動的參考系稱為非慣性系參考系。非慣性參照系就是能夠對同一個被觀測的單元施加作用力的觀測參照框架和附加非線性的坐標系的統稱。
平移慣性力
非慣性系中的動力學參考系相對於慣性系運動，固定於該參考繫上直角坐標系的原點作變速直線運動，且各坐標軸的方向始終保持不變。
例如：向右加速運動的小車是一非慣性系，是一直線加速參考系。 討論：小球的運動狀態：（桌面光滑）
（1）以地面為參考系：小球水平方向不受力，靜止。
非慣性系中的動力學（2）以小車為參考系：小球相對於車向左以加速度運動，由於水平方向不受力，不符合牛頓第二定律。
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學（以下運算均為矢量運算）在K系中物體的運動滿足牛頓定律：，但因，在K'系看來物體的運動不滿足牛頓定律，即，由於（為牽連加速度），可得：，即，令（其中為虛擬力——慣性力），則在非慣性系中有：
非慣性系中的動力學通過引入虛擬力（這裡稱“平移慣性力”）可將牛頓第二定律推廣到了非慣性參考系。
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學 非慣性系中的動力學引入“慣性力”，對於小車非慣性系，仍可用牛頓第二定律的形式。小球相對於車身的加速度是慣性力作用的結果。總之：在直線加速運動的非慣性系中，質點所受慣性力與非慣性系的加速度a方向相反，且等於質點的質量m與非慣性系的加速度a的乘積。
註：（1）慣性力不是相互作用力，不存在反作用力；（2）慣性力的存在反映了所選擇的參考系是非慣性系。
直線加速參考系中的動力學方程
在直線加速的非慣性系中，質點質量與相對加速度的乘積等於作用於此質點的相互作用力和慣性力的合力，即：
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學其中是真實力，是平移慣性力，此式即為質點在直線加速參考系中的動力學方程。
“虛擬力”與“真實力”的區別
（1）不能指出是哪個物體作用 ；
（2）沒有反作用力；
（3）所有質點都受力；
（4）虛擬力可以消除。
離心慣性力
非慣性系中的動力學如圖所示：圓盤以勻角速率繞鉛直軸轉動，圓盤上用長為r的線將質量為m的小球繫於盤心且相對於圓盤靜止。
非慣性系中的動力學對於觀察者1：從慣性系看：小球受線拉力的作用下做勻速圓周運動，符合牛頓第二定律，有
對於觀察者2：從圓盤非慣性系看：小球受到拉力的作用，卻保持靜止，不符合牛頓第二定律。
非慣性系中的動力學故有：相對於慣性系做勻速轉動的參考系也是非慣性系。
非慣性系中的動力學引入慣性力：——離心慣性力
非慣性系中的動力學上式的力稱為離心慣性力, 是自轉軸向質點所引的矢量，與垂直。即：若質點靜止於勻速轉動的非慣性系中，則作用於此物體所有相互作用力與離心慣性力的合力等於零。
科里奧利力
若質點相對於轉動的參考系運動，則質點還可能受到科里奧利力。
定性說明：
效應一：
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學圖一，物體相對地面沿直線OABC運動圖二，物體相對轉盤沿曲線OA´ B´C3´ 運動
效應二：
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學圖三，物體相對轉盤沿直線OA’B’C’運動圖四，物體相對地面沿曲線OABC 運動
物體相對慣性系作曲線運動，表明物體必受真實力作用. 物體所受真實力與物體所受慣性力大小相等、方向相反。
定量表述：
非慣性系中的動力學如圖示：一圓盤繞鉛直軸以勻角速率ω 轉動，盤心有一光滑小孔，沿半徑方向有一光滑槽，其中質一小球m，可視作質點，以細線連之，線另一端穿過小孔，可控制小球在槽中作勻速運動，速度為v（相對）沿槽向外運動，經時間△t，圓盤轉過ω△t 角，而小球自A運動至。
非慣性系中的動力學從地球慣性參考繫上研究：
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學 非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學A點，小球的速度：v（相對）和切向速度，為A點處的半徑，二者合成應使小球達到D點，實際上小球到達點，這表明槽對小球的作用有沿切線或圓弧方向的力，使小球獲得切向加速度，使小球多走出弧長。
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學 非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學由於△t 很短，可設小球以恆定加速度走出，於是有，是槽壁作用於小球的推力產生的。
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學考慮物體相對地面走的是曲線，則相對轉盤走的是直線，設物體相對轉盤速度為，則，，
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學設物體向右方的加速度為，有
非慣性系中的動力學則有——科里奧利加速度
非慣性系中的動力學質點相對轉盤走的是直線——科里奧利力
從非慣性繫上研究：
非慣性系中的動力學
非慣性系中的動力學小球的受力：線的拉力T，離心慣性力，二者平衡，槽對球的推力；但並沒發生與槽垂直的運動，故還受一慣性力：
非慣性系中的動力學稱作科里奧利力或科氏力-----不屬於相互作用範疇。是在轉動非慣性系中觀測到的。
註：若質點相對於勻速轉動的圓盤作變速轉動，則慣性力為：離心慣性力和科里奧利力。
科里奧利力特徵
（1）與相對速度成正比，故只有當物體相對轉動參考系運動時才能出現；
（2）與轉動角速度的一次方成正比；
（3）力的方向總是與相對速度垂直，不會改變相對速度的大小。
地球上的表現
（1）地面上北半球河流沖刷右岸，火車對右軌的偏壓較大， 南半球則相反；
（2）地球上自由落體偏東；
（3）傅科（J.L.Foucalt）擺直接證明地球自轉；
（4）天氣圖上，高、低氣壓環流能長期存在。
慣性力是真是假
在導出非慣性系中運動定律的形式表示的過程中，不時冠以虛擬力或假想力之定語於慣性力，以與真實作用力相區別，那是為了免除初學時概念上的混淆。其實，慣性力所產生的物理後果是真實的，慣性力也可以由測力器測出。過分強調慣性力的假想性，這在物理思想上是要被質疑的。
愛因斯坦於1915年創立了廣義相對論的理論基礎，其基本原理之一—— 等效原理，最初表述是，引力與慣性力實際上是等效的，即慣性力與引力對一切物理現象的影響都應該是不可區分的。
