6-2向心力人教高中物理课

第六章曲线运动向心力游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？问题？做圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，说明物体一定受到了力的作用。那么迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点呢？如图小球在做匀速圆周运动时始终受到绳子的拉力作用月球之所以围绕地球做圆周运动，是因为受到指向地心的引力一、向心力1.定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。用Fn

表示问题？如题中，这个拉力——向心力有什么特点呢？（1）向心力方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）（2）向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小2.向心力的特点（3）力是矢量，向心力的方向时刻发生改变，所以向心力是变力一、向心力那么向心力是怎样产生的他是物体受到的吗？一、向心力（5）向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。（4）向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。一、向心力（6）特别注意：没有物体受到向心力这一说法1.(向心力的理解)(多选)下面关于向心力的叙述中，正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受

到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几

个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小【针对训练1】BCD如图2所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随圆筒一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力来提供()A.重力

B.弹力C.静摩擦力

D.滑动摩擦力图2答案解析解析

本题可用排除法.首先可排除A、D两项；若向心力由静摩擦力提供，则静摩擦力或其分力应指向圆心，这是不可能的，C错.故选B.【针对训练2】BFGFn飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn

由绳子斜向上的拉力F和所受重力G的合力提供FG小球重力和绳拉力的合力提供向心力!!O对小球进行受力分析：OGFNF向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。F向=F合=F二、匀速圆周运动实例分析——向心力的来源物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动F向=F合=Ff由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力Ff

ωOGFNFf试分析物体向心力的来源?二、匀速圆周运动实例分析——向心力的来源GFfFNω物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源?物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。讨论二、匀速圆周运动实例分析——向心力的来源圆锥摆GFF合r试分析小球向心力的来源?θO由小球受到的绳子拉力F和重力G的合力提供，方向指向圆心讨论二、匀速圆周运动实例分析——向心力的来源FFmgABA球向心力来源？B球受力特点？两球靠什么联系起来？绳对A、B的拉力

绳的拉力平衡力作用二、匀速圆周运动实例分析——向心力的来源如图6.2-3所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。此时,沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。做一做——感受向心力物体所受向心力大小与哪些因素有关系？用向心力演示器探究向心力大小的表达式请你用上面介绍的器材设计实验，研究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径等因素的关系。精确的实验表明，向心力的大小可以表示

或者Fn

=

Fn

=mω2r由于二、向心力的大小补充：FtFnOFFt与物体运动的速度同向，使得沙袋速度越来越大;Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度方向当物体做圆周运动的线速度逐渐减小时，物体所受合力的方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°呢？三、做变速圆周运动的物体所受的力vFtFnOFFt与物体运动的速度方向相反，使得沙袋速度越来越小;Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度方向vθ三、做变速圆周运动的物体所受的力四、处理一般圆周运动的方法如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？解析：小橡皮受力分析如图。小橡皮恰不下落时，有：

Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：

FN=mω2r解以上各式得：GFfFN【针对训练3】质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成θ角，则以下正确的是()A.摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球只受重力、拉力的作用C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtangθ

D.摆球做匀速圆周运动的周期BCDGF【针对训练4】A、B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为m，B的质量为2m，A离轴为R/2，B离轴为R，则当圆台旋转时：(设A、B都没有滑动，如下图所示)()的向心加速度是A的向心加速度的两倍的静摩擦力是A的静摩擦力的两倍C.当圆台转速增加时，A比B先滑动D.当圆台转速增加时，B比A先滑动ABmgNfAABff4=AD【针对训练5】图9C【针对训练6】(圆周运动的向心力及有关计算)长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图11所示，求细线与竖直方向成θ角时：(重力加速度为g)(1)细线中的拉力大小；解析小球受重力及细线的拉力两力作用，如图所示，【针对训练6】(2)小球运动的线速度的大小.解析

小球做圆周运动的半径r＝Lsinθ，向心力Fn＝FTsinθ＝mg