6-2向心力人教高中物理課

第六章曲線運動向心力游樂場里有各種有趣的游戲項目。空中飛椅因其刺激性而深受很多年輕人的喜愛。飛椅與人一起做勻速圓周運動的過程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特點？問題？做圓周運動的物體，其運動狀態(tài)在不斷變化，說明物體一定受到了力的作用。那么迫使物體做圓周運動的力的方向有何特點呢？如圖小球在做勻速圓周運動時始終受到繩子的拉力作用月球之所以圍繞地球做圓周運動，是因為受到指向地心的引力一、向心力1.定義：做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。用Fn

表示問題？如題中，這個拉力——向心力有什么特點呢？（1）向心力方向時刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）（2）向心力的作用：只改變線速度的方向不改變速度大小2.向心力的特點（3）力是矢量，向心力的方向時刻發(fā)生改變，所以向心力是變力一、向心力那么向心力是怎樣產(chǎn)生的他是物體受到的嗎？一、向心力（5）向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，它可以是某一個力，或者是幾個力的合力來提供。（4）向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣作為具有某種性質的力來命名的。一、向心力（6）特別注意：沒有物體受到向心力這一說法1.(向心力的理解)(多選)下面關于向心力的敘述中，正確的是（）A.向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一個變力B.做勻速圓周運動的物體，除了受到別的物體對它的作用力外，還一定受

到一個向心力的作用C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個力，也可以是這些力中某幾

個力的合力，或者是某一個力的分力D.向心力只改變物體速度的方向，不改變物體速度的大小【針對訓練1】BCD如圖2所示，在勻速轉動的圓筒內壁上緊靠著一個物體，物體隨圓筒一起轉動，物體所需的向心力由下面哪個力來提供()A.重力

B.彈力C.靜摩擦力

D.滑動摩擦力圖2答案解析解析

本題可用排除法.首先可排除A、D兩項；若向心力由靜摩擦力提供，則靜摩擦力或其分力應指向圓心，這是不可能的，C錯.故選B.【針對訓練2】BFGFn飛椅與人一起做圓周運動的向心力Fn

由繩子斜向上的拉力F和所受重力G的合力提供FG小球重力和繩拉力的合力提供向心力!!O對小球進行受力分析：OGFNF向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、繩子的拉力的合力提供。F向=F合=F二、勻速圓周運動實例分析——向心力的來源物體相對轉盤靜止，隨盤做勻速圓周運動F向=F合=Ff由小球受到的重力、支持力、靜摩擦力三個力的合力提供。即圓盤對木塊的靜摩擦力Ff

ωOGFNFf試分析物體向心力的來源?二、勻速圓周運動實例分析——向心力的來源GFfFNω物塊隨著圓桶一起勻速轉動時，物塊的受力？物塊向心力的來源?物塊做勻速圓周運動時，合力提供向心力，即桶對物塊的支持力。討論二、勻速圓周運動實例分析——向心力的來源圓錐擺GFF合r試分析小球向心力的來源?θO由小球受到的繩子拉力F和重力G的合力提供，方向指向圓心討論二、勻速圓周運動實例分析——向心力的來源FFmgABA球向心力來源？B球受力特點？兩球靠什么聯(lián)系起來？繩對A、B的拉力

繩的拉力平衡力作用二、勻速圓周運動實例分析——向心力的來源如圖6.2-3所示，在繩子的一端拴一個小沙袋（或其他小物體），另一端握在手中。將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內做圓周運動。此時,沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。換用不同質量的沙袋，并改變沙袋轉動的速度和繩的長度，感受向心力的變化。做一做——感受向心力物體所受向心力大小與哪些因素有關系？用向心力演示器探究向心力大小的表達式請你用上面介紹的器材設計實驗，研究向心力大小與物體的質量、速度和軌道半徑等因素的關系。精確的實驗表明，向心力的大小可以表示

或者Fn

=

Fn

=mω2r由于二、向心力的大小補充：FtFnOFFt與物體運動的速度同向，使得沙袋速度越來越大;Fn指向圓心，提供物體做圓周運動所需的向心力，改變物體速度方向當物體做圓周運動的線速度逐漸減小時，物體所受合力的方向與速度方向的夾角是大于90°還是小于90°呢？三、做變速圓周運動的物體所受的力vFtFnOFFt與物體運動的速度方向相反，使得沙袋速度越來越小;Fn指向圓心，提供物體做圓周運動所需的向心力，改變物體速度方向vθ三、做變速圓周運動的物體所受的力四、處理一般圓周運動的方法如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉動，小橡皮塊緊帖在圓筒內壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？解析：小橡皮受力分析如圖。小橡皮恰不下落時，有：

Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：

FN=mω2r解以上各式得：GFfFN【針對訓練3】質量為m的球用長為L的細繩懸于天花板的O點，并使之在水平面內做勻速圓周運動，細線與豎直線成θ角，則以下正確的是()A.擺球受重力、拉力和向心力的作用B.擺球只受重力、拉力的作用C.擺球做勻速圓周運動的向心力為mgtangθ

D.擺球做勻速圓周運動的周期BCDGF【針對訓練4】A、B兩個物體放在旋轉圓臺上，動摩擦因數(shù)均為μ，A的質量為m，B的質量為2m，A離軸為R/2，B離軸為R，則當圓臺旋轉時：(設A、B都沒有滑動，如下圖所示)()的向心加速度是A的向心加速度的兩倍的靜摩擦力是A的靜摩擦力的兩倍C.當圓臺轉速增加時，A比B先滑動D.當圓臺轉速增加時，B比A先滑動ABmgNfAABff4=AD【針對訓練5】圖9C【針對訓練6】(圓周運動的向心力及有關計算)長為L的細線，拴一質量為m的小球，細線上端固定，讓小球在水平面內做勻速圓周運動，如圖11所示，求細線與豎直方向成θ角時：(重力加速度為g)(1)細線中的拉力大??；解析小球受重力及細線的拉力兩力作用，如圖所示，【針對訓練6】(2)小球運動的線速度的大小.解析

小球做圓周運動的半徑r＝Lsinθ，向心力Fn＝FTsinθ＝mg