《感受向心力》知识清单

《感受向心力》知识清单第二章圆周运动第二节向心力感受向心力一、向心力的概念1、定义做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合外力，这个力就叫做向心力。比如说，用绳子系着一个小球，让小球在水平面上做匀速圆周运动，绳子对小球的拉力就是向心力。2、向心力的来源向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力中的一个力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。例如，在圆锥摆中，小球做匀速圆周运动，小球受到的重力和绳子的拉力的合力提供向心力。二、向心力的大小1、公式推导根据牛顿第二定律\（F＝ma\），对于做匀速圆周运动的物体，其加速度\（a=＼frac{v^｛2}｝｛r}＼）（＼（v\）是线速度，＼（r\）是圆周运动的半径），所以向心力\（F＝m\frac{v^｛2}｝｛r}＼）。如果用角速度\（＼omega\）来表示，因为\（v=＼omegar\），那么向心力\（F＝m\omega^｛2}r\）。这里要注意各个物理量的含义，＼（m\）是物体的质量，＼（v\）是线速度，＼（＼omega\）是角速度，＼（r\）是圆周运动的半径。2、影响向心力大小的因素当物体的质量\（m\）越大时，在相同的圆周运动条件下（相同的\（v\）和\（r\）或者相同的\（＼omega\）和\（r\）），所需的向心力就越大。线速度\（v\）越大，根据\（F＝m\frac{v^｛2}｝｛r}＼），向心力\（F\）就越大。角速度\（＼omega\）越大，由\（F＝m\omega^｛2}r\）可知，向心力\（F\）也越大。圆周运动的半径\（r\）对向心力大小的影响要根据具体情况分析，当\（v\）一定时，＼（r\）越大，＼（F\）越小；当\（＼omega\）一定时，＼（r\）越大，＼（F\）越大。三、向心力的方向1、方向特点向心力的方向始终指向圆心，与线速度的方向垂直。就像刚才提到的用绳子系着小球做圆周运动，绳子拉力（向心力）的方向总是沿着绳子指向圆心，而小球运动的方向（线速度方向）是圆周的切线方向，两者垂直。四、向心力的作用效果1、只改变速度方向向心力只改变物体做圆周运动的速度方向，不改变速度的大小。例如，卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的引力（提供向心力）使卫星的运动方向不断改变，但卫星的速度大小基本不变（忽略一些微小的影响因素）。五、感受向心力的实例1、汽车转弯汽车在水平路面上转弯时，地面对汽车的摩擦力提供向心力。如果车速过快，所需向心力增大，当地面摩擦力不足以提供向心力时，汽车就会做离心运动，发生侧滑。2、摩天轮摩天轮上的乘客在做圆周运动，乘客受到的重力和座椅对乘客的支持力的合力提供向心力。在摩天轮转动过程中，乘客能感受到向心力的存在，特别是在圆周运动的最高点和最低点时这种感受更明显。六、关于向心力的习题一个质量为\（m＝0.5kg\）的小球，在半径\（r＝1m\）的圆周上做匀速圆周运动，线速度\（v＝2m/s\），求小球受到的向心力大小。解：根据向心力公式\（F＝m\frac{v^｛2}｝｛r}＼），把\（m＝0.5kg\），＼（v＝2m/s\），＼（r＝1m\）代入公式