《感受向心力》知識清單

《感受向心力》知識清單第二章圓周運(yùn)動第二節(jié)向心力感受向心力一、向心力的概念1、定義做勻速圓周運(yùn)動的物體受到一個指向圓心的合外力，這個力就叫做向心力。比如說，用繩子系著一個小球，讓小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動，繩子對小球的拉力就是向心力。2、向心力的來源向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力中的一個力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。例如，在圓錐擺中，小球做勻速圓周運(yùn)動，小球受到的重力和繩子的拉力的合力提供向心力。二、向心力的大小1、公式推導(dǎo)根據(jù)牛頓第二定律\（F＝ma\），對于做勻速圓周運(yùn)動的物體，其加速度\（a=＼frac{v^｛2}｝｛r}＼）（＼（v\）是線速度，＼（r\）是圓周運(yùn)動的半徑），所以向心力\（F＝m\frac{v^｛2}｝｛r}＼）。如果用角速度\（＼omega\）來表示，因?yàn)閈（v=＼omegar\），那么向心力\（F＝m\omega^｛2}r\）。這里要注意各個物理量的含義，＼（m\）是物體的質(zhì)量，＼（v\）是線速度，＼（＼omega\）是角速度，＼（r\）是圓周運(yùn)動的半徑。2、影響向心力大小的因素當(dāng)物體的質(zhì)量\（m\）越大時，在相同的圓周運(yùn)動條件下（相同的\（v\）和\（r\）或者相同的\（＼omega\）和\（r\）），所需的向心力就越大。線速度\（v\）越大，根據(jù)\（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。圓周運(yùn)動的半徑\（r\）對向心力大小的影響要根據(jù)具體情況分析，當(dāng)\（v\）一定時，＼（r\）越大，＼（F\）越??；當(dāng)\（＼omega\）一定時，＼（r\）越大，＼（F\）越大。三、向心力的方向1、方向特點(diǎn)向心力的方向始終指向圓心，與線速度的方向垂直。就像剛才提到的用繩子系著小球做圓周運(yùn)動，繩子拉力（向心力）的方向總是沿著繩子指向圓心，而小球運(yùn)動的方向（線速度方向）是圓周的切線方向，兩者垂直。四、向心力的作用效果1、只改變速度方向向心力只改變物體做圓周運(yùn)動的速度方向，不改變速度的大小。例如，衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動，地球?qū)πl(wèi)星的引力（提供向心力）使衛(wèi)星的運(yùn)動方向不斷改變，但衛(wèi)星的速度大小基本不變（忽略一些微小的影響因素）。五、感受向心力的實(shí)例1、汽車轉(zhuǎn)彎汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，地面對汽車的摩擦力提供向心力。如果車速過快，所需向心力增大，當(dāng)?shù)孛婺Σ亮Σ蛔阋蕴峁┫蛐牧r，汽車就會做離心運(yùn)動，發(fā)生側(cè)滑。2、摩天輪摩天輪上的乘客在做圓周運(yùn)動，乘客受到的重力和座椅對乘客的支持力的合力提供向心力。在摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客能感受到向心力的存在，特別是在圓周運(yùn)動的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時這種感受更明顯。六、關(guān)于向心力的習(xí)題一個質(zhì)量為\（m＝0.5kg\）的小球，在半徑\（r＝1m\）的圓周上做勻速圓周運(yùn)動，線速度\（v＝2m/s\），求小球受到的向心力大小。解：根據(jù)向心力公式\（F＝m\frac{v^｛2}｝｛r}＼），把\（m＝0.5kg\），＼（v＝2m/s\），＼（r＝1m\）代入公式