高一物理知識點總結 向心力

1、高一物理知識點總結 向心力向心力是根據(jù)力的作用效果命名的。向心力可能是彈力、摩擦力或重力提供 ,也可能是幾個力的合力 ,還可能是某個力的分力提供。勻速圓周運動的速率不變 ,而速度方向時刻在變化 ,只改變速度方向的力叫做向心力。向心力最顯著的特點是與速度方向垂直 ,只改變速度方向 ,不改變速度大小。作勻速圓周運動的物體 ,由于速度大小不變 ,速度方向不斷改變 ,合力一定與速度方向垂直 ,且合力指向軌跡彎曲一側 ,正好指向圓心 ,所以 ,將改變速度方向的力稱為向心力。作勻速圓周運動的質點 ,合外力提供向心力;作非勻速圓周運動的物體來講 ,一般將其所受的力沿著運動方向和與運動垂直的方向進行分解：沿運

2、動方向的力(稱為切向力)是改變速度大小;沿與運動方向垂直的力(稱為法向力)是改變速度的方向。知識點總結向心力(1)向心力是改變物體運動方向 ,產(chǎn)生向心加速度的原因.(2)向心力的方向指向圓心 ,總與物體運動方向垂直 ,所以向心力只改變速度的方向.(3)根據(jù)牛頓運動定律 ,向心力與向心加速度的因果關系是 ,兩者方向恒一致：總是與速度垂直、沿半徑指向圓心.(4)對于勻速圓周運動 ,物體所受合外力全部作為向心力 ,故做勻速圓周運動的物體所受合外力應是：大小不變、方向始終與速度方向垂直.向心力公式(1)由公式a=2r與a=v2/r可知 ,在角速度一定的條件下 ,質點的向心加速度與半徑成正比;在線速度一

3、定的條件下 ,質點的向心加速度與半徑成反比.(2)做勻速圓周運動的物體所受合外力全部作為向心力 ,故物體所受合外力應大小不變、方向始終與速度方向垂直;合外力只改變速度的方向 ,不改變速度 的大小.根據(jù)公式 ,倘假設物體所受合外力F大于在某圓軌道運動所需向心力 ,物體將速率不變地運動到半徑減小的新圓軌道里(在那里 ,物體的角速度將增大) ,使 物體所受合外力恰等于該軌道上所需向心力 ,可見物體在此時會做靠近圓心的運動;反之 ,倘假設物體所受合外力小于在某圓軌道運動所需向心力 ,向心力缺乏 , 物體運動的軌道半徑將增大 ,因而逐漸遠離圓心.如果合外力突然消失 ,物體將沿切線方向飛出 ,這就是離心運

4、動.用向心力公式解決實際問題根據(jù)公式求解圓周運動的動力學問題時應做到四確定：(1)確定圓心與圓軌跡所在平面;(2)確定向心力來源;(3)以指向圓心方向為正 ,確定參與構成向心力的各分力的正、負;(4)確定滿足牛頓定律的動力學方程.做圓周運動物體所受的向心力和向心加速度的關系同樣遵從牛頓第二定律：Fn=man在列方程時 ,根據(jù)物體的受力分析 ,在方程左邊寫出外界給物體提供的合外力 ,右邊寫出物體需要的向心力(可選用等各種形式)。常見考點考法【例1】一個大輪通過皮帶拉著小輪轉動 ,皮帶和兩輪之間無相對滑動 ,大輪的半徑是小輪半徑的2倍 ,大輪上的一點S離轉動軸的距離是半徑的1/3.當大輪邊緣上的P

5、點的向心加速度是0.12m/s2時 ,大輪上的S點和小輪邊緣上的Q點的向心加速度各為多大?解析：P點和S點在同一個轉動輪子上 ,其角速度相等 ,即P=S.由向心加速度公式a=r2可知：as/ap=rs/rp ,as=rs/rp?ap=1/30.12m/s2=0.04m/s2.由于皮帶傳動時不打滑 ,Q點和P點都在由皮帶傳動的兩個輪子邊緣 ,這兩點的線速度的大小相等 ,即vQ=vP.由向心加速度公式a=v2/r可知：aQ/aP=rP/rQ ,aQ=rP/rQaP=2/10.12m/s2=0.24 m/s2.點撥：解決這類問題的關鍵是抓住相同量 ,找出量、待求量和相同量之間的關系 ,即可求解.【問

6、題討論】(1)在ap的情況下 ,為什么求解as時要用公式a=r2、求解aQ時 ,要用公式a=v2/r?(2)回憶一下初中電學中學過的導體的電阻消耗的電功率與電阻的關系式：P=I2R和P=U2/R ,你能找出電學中的電功率P與電阻R的關系及這里的向心加速度a與圓周半徑r的關系之間的相似之處嗎?【例2】一圓盤可繞一通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉動 ,在圓盤上放置一個木塊 ,當圓盤勻角速轉動時 ,木塊隨圓盤一起運動 ,那么 A.木塊受到圓盤對它的摩擦力 ,方向背離圓盤中心B.木塊受到圓盤對它的摩擦力 ,方向指向圓盤中心C.因為木塊隨圓盤一起運動 ,所以木塊受到圓盤對它的摩擦力 ,方向與木塊的運

7、動方向相同D.因為摩擦力總是阻礙物體的運動 ,所以木塊所受到圓盤對它的摩擦力的方向與木塊的運動方向相反解析：從靜摩擦力總是阻礙物體間的相對運動的趨勢來分析：由于圓盤轉動時 ,以轉動的圓盤為參照物 ,物體的運動趨勢是沿半徑向外 ,背離圓心的 ,所以盤面對木塊的靜摩擦力方向沿半徑指向圓心.從做勻速圓周運動的物體必須受到一個向心力的角度來分析：木塊隨圓盤一起做勻速圓周運動 ,它必須受到沿半徑指向圓心的合力.由于木塊所受的重力和盤面的支持力都在豎直方向上 ,只有來自盤面的靜摩擦力提供指向圓心的向心力 ,因而盤面對木塊的靜摩擦力方向必沿半徑指向圓心.所以 ,正確選項為B.點撥：1.向心力是按效果命名的

8、,它可以是重力、或彈力、或摩擦力 ,也可以是這些力的合力或分力所提供.2.靜摩擦力是由物體的受力情況和運動情況決定的.【問題討論】有的同學認為 ,做圓周運動的物體有沿切線方向飛出的趨勢 ,靜摩擦力的方向應該與物體的運動趨勢方向相反.因而應該選取的正確答案為D.你認為他的說法對嗎?為什么?【例3】在光滑水平桌面上有一光滑小孔O;一根輕繩穿過小孔 ,一端連接質量為m=1kg的小球A ,另一端連接質量為M=4kg的重物B.(1)當小球A沿半徑r=0.1m的圓周做勻速圓周運動 ,其角速度為=10rad/s時 ,物體B對地面的壓力為多大?(2)當A球的角速度為多大時 ,B物體處于將要離開、而尚未離開地面的臨界狀態(tài)?(g=10m/s2)點撥：小球A作勻速圓周運動 ,由繩子的拉力提供向心力 ,從而使B對地面的壓力減少.當B物體將要離開而尚未離開地面時 ,小球A所需的向心力恰好等于重物B的重力參考答案(1)30N(2)20rad/s【例4】小球A和B用細線連接 ,可以在光滑的水平桿上無摩擦地滑動 ,它們的質量之比m1m2=31 ,當這一裝置繞著豎直軸做勻速轉動且A、B兩球與水平桿子到達相對靜止時 ,A、B兩球做勻速圓周運動的 A.線速度大小相等B.角速度相等C.向心力的大小之比為F1F2=31D.半徑之比為r1r2=13點撥：當兩小球隨軸轉動到達穩(wěn)定狀態(tài)時 ,把它