2017-2018学年同步备课套餐之高一物理人教浙江专版必修2讲义：第五章6

6向心力

1.认识向心力的观点，知道向心力是依据力的

作用成效命名的．必考加试

2．掌握向心力的表达式，并会剖析计算实质

学习目标考试要求

情形中的向心力．

3．知道变速圆周运动中向心力是合外力的一 d d

个分力，知道合外力的作用成效.

一、向心力

1．定义：做匀速圆周运动的物体产生向心加快度的原由是它遇到了指向圆心的协力，这个合

力叫做向心力．

2．方向：一直沿着半径指向圆心．

3．表达式：

v2

(1)F n＝ m r .

(2)F n＝ mω2r.

4．向心力是依据力的作用成效来命名的，凡是产生向心加快度的力，不论属于哪一种性质，都是向心力．

二、变速圆周运动和一般的曲线运动

1．变速圆周运动的协力：变速圆周运动的协力产生两个方向的成效，如图 1 所示．

图 1

(1)跟圆周相切的分力 F t：产生切向加快度，此加快度描绘线速度大小变化的快慢．

(2)指向圆心的分力F n：产生向心加快度，此加快度描绘线速度方向改变的快慢．

2．一般的曲线运动的办理方法：

(1)一般的曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动．

(2)办理方法：能够把曲线切割成很多很短的小段，每一小段可看做一小段圆孤．

研究质点在这一小段的运动时，能够采纳圆周运动的办理方法进行办理．

[即学即用 ]

1．判断以下说法的正误．

(1)匀速圆周运动的向心力是恒力．(× )

(2)匀速圆周运动的协力就是向心力．(√ )

(3)全部圆周运动的协力都等于向心力．(× )

(4)向心力和重力、弹力同样，是性质力．(× )

2.如图 2 所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随圆筒一同转动，物体所需

的向心力由下边哪个力来供给()

图 2

A．重力

B．弹力

C．静摩擦力

D．滑动摩擦力

答案 B

分析此题可用清除法．第一可清除 A 、 D 两项；若向心力由静摩擦力供给，则静摩擦力或

其分力应指向圆心，这是不行能的， C 错．应选 B.

一、对向心力的理解

[导学研究 ]

1．如图 3 所示，用细绳拉着小球在圆滑水平面内做匀速圆周运动，若小球的线速度为v，运动半径为r，是什么力产生的向心加快度？该力的大小、方向如何？小球运动的速度v 增大，绳的拉力大小如何变化？

图 3

答案产生向心加快度的力是小球遇到的重力、支持力和绳的拉力的协力．协力等于拉力，

2

v

大小为 F＝ ma n＝ m，方向指向圆心．v 增大，绳的拉力增大．

2．若月球绕地球做匀速圆周运动的角速度为ω，月地距离为 r，是什么力产生的加快度？该

力的大小、方向如何？

答案向心加快度 a n＝ω2r ，是地球对月球的引力产生的加快度，引力的大小为 F ＝ ma n＝mω2r ，方向指向地心．

[知识深入 ] 向心力的理解

1．向心力：使物体做圆周运动的指向圆心的协力．

2 2π

2

v 2

r＝ m r.

2．向心力大小： F n＝ ma n＝ m ＝mω

r

T

3．向心力的方向

不论能否为匀速圆周运动，其向心力老是沿着半径指向圆心，方向时辰改变，故向心力是变

力．

4．向心力的作用成效——改变线速度的方向．因为向心力一直指向圆心，其方向与物体运动方向一直垂直，故向心力不改变线速度的大小．

例 1以下对于向心力的说法中正确的选项是()

A ．物体因为做圆周运动而产生了一个向心力

B ．向心力同时改变圆周运动中物体线速度的大小和方向

C．做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力

D．做圆周运动的物体所受各力的协力必定充任向心力

答案 C

分析当物体所受的外力的协力一直有一分力垂直于速度方向时，物体就将做圆周运动，该

分力即为向心力，故先有向心力而后才使物体做圆周运动．因向心力一直垂直于速度方向，

所以它不改变线速度的大小，只改变线速度的方向．匀速圆周运动所受合外力指向圆心，完

全供给向心力．非匀速圆周运动中是合外力指向圆心的分力供给向心力，故只有 C 正确．二、向心力根源的剖析

[导学研究 ]剖析以下几种圆周运动所需向心力分别由什么力供给．

图 4

(1)地球绕太阳做圆周运动(如图 4 甲 )．

(2)圆盘上物块随圆盘一同匀速转动(如图乙 )．

(3)在圆滑漏斗内壁上，小球做匀速圆周运动(如图丙 )．

(4)小球在细线作用下，在水平面内做圆锥摆运动时(如图丁 )．

答案(1) 太阳对地球的引力．

(2)物块遇到的静摩擦力(也能够说是物块所受重力、支持力、静摩擦力的协力)．

(3)漏斗对小球的支持力和小球所受重力的协力．

(4)向心力由细线的拉力在水平面内的分力供给．

[知识深入 ]

1．在匀速圆周运动中，合外力必定是向心力；在非匀速圆周运动中，合外力沿半径方向的分力供给向心力．

2．向心力是按力的作用成效命名的，充任向心力的力能够是重力、弹力、摩擦力等各样力，

也能够是协力或分力．应明确各样状况下向心力的根源.

飞机在水平面内做圆周

运动模型火车转弯圆锥摆运动

向心力的根源

图示

运动模型飞车走壁汽车在水平路面转弯水平转台

向心力的根源

图示

例的2 如图 5 所示，有一个水平大圆环绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为

P 点相对圆盘静止．对于小强的受力，以下说法正确的选项是()

r 处

图 5

A ．小强在P 点不动，所以不受摩擦力作用

B ．若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P 点遇到的摩擦力为零C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充任向心力

D．假如小强随圆盘一同做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心