向心力来源分析

时间:2015-10-13 来源:未知作者:实习编辑点击:次

核心提示：确定圆周运动的物体所需向心力的来源，是研究圆周运动的关键。同学们在对做圆周运动的物体进行受力分析时，往往会多分析一个向心力，从而导致求解错误。其实向心力是按力的作用效果命名的力，在受力分析图中不能画出，它可以由某一个力来提供，也可以由几个

　　确定圆周运动的物体所需向心力的来源，是研究圆周运动的关键。同学们在对做圆周运动的物体进行受力分析时，往往会多分析一个向心力，从而导致求解错误。其实向心力是按力的作用效果命名的力，在受力分析图中不能画出，它可以由某一个力来提供，也可以由几个力的合力来提供，还可以由某个力的分力来提供。

　　一、向心力由某一个力来提供

　　如图1所示，用细绳系一个小球在竖直平面内做圆周运动，如果小球恰好能通过最高点，则在最高点时小球做圆周运动的向心力由重力提供。

　　如图2所示，一个物体在圆柱体的内壁，随着圆柱体一起做匀速圆周运动，物体与圆柱体无相对滑动，则物体做圆周运动的向心力由圆柱体内壁对物体的支持力（弹力）提供。

　　如图3所示，将一个物体放在转台上，物体随转台一起做匀速圆周运动，物体与转台无相对滑动，则其向心力由转台对物体的静摩擦力提供。

　　

　　二、向心力由几个力的合力来提供

　　如图5所示，物体在绳子的作用下在水平面内做匀速圆周运动，其向心力由绳子对物体的拉力和物体重力的合力提供向心力。

　　如图6所示，物体在光滑的碗内壁做匀速圆周运动，其向心力由碗壁对物体的支持力和物体的重力的合力提供。

　　如图7所示，物体在绳子的作用下在粗糙的水平面内做匀速圆周运动，其向心力由绳子对物体的拉力和物体所受到的摩擦力的合力提供。

　　三、向心力由某个力的分力来提供

　　

　　总结：向心力是效果力，若物体做匀速圆周运动，其向心力必然是物体所受的合外力，它始终沿着半径方向指向圆心，并且大小恒定。若物体做变速圆周运动，其向心力则为物体所受的合外力在半径方向上的分力，而合外力在切线方向的分力则用于改变线速度的大小。因此寻找物体向心力的来源，只要确定物体做圆周运动的轨道平面、圆心、以及半径，然后对物体进行正确的受力分析，并将物体所受到的力沿半径方向和垂直于半径方向进行正交分解，那么物体做圆周运动的向心力即由沿半径指向圆心的合力提供。

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向心力来源分析

标签：高一物理

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