第 6 节 向心力 一、 向心力1.向心力(1)定义:做匀速圆周运动的物体受到指向圆心的合力
(2)方向:始终指向圆心,与线速度方向垂直
(3)公式:Fn=m 或 Fn=mω 2 r
(4)效果力向心力是根据力的作用效果来命名的,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力
2.实验验证(1)装置:细线下面悬挂一个钢球,用手带动钢球使它在某个水平面内做匀速圆周运动,组成一个圆锥摆,如图所示
(2)求向心力:① 可用 Fn=m 计算钢球所受的向心力
② 可计算重力和细线拉力的合力
1.做匀速圆周运动的物体受到了指向圆心的合力,这个合力叫向心力,它是产生向心加速度的原因
2.向心力的大小为 Fn=m=mω2r,向心力的方向始终指向圆心,与线速度方向垂直
3.向心力可能等于合外力,也可能等于合外力的一个分力,向心力是根据效果命名的力
4.可把一般的曲线运动分成许多小段,每一小段按圆周运动处理
(3)结论:代入数据后比较计算出的向心力 Fn和钢球所受合力 F 的大小,即可得出结论:钢球需要的向心力等于钢球所受外力的合力
二、 变速圆周运动和一般的曲线运动1.变速圆周运动变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力,合外力一般产生两个方面的效果:(1)合外力 F 跟圆周相切的分力 Ft,此分力产生切向加速度 at,描述线速度大小变化的快慢
(2)合外力 F 指向圆心的分力 Fn,此分力产生向心加速度 an,向心加速度只改变速度的方向
2.一般曲线运动的处理方法一般曲线运动,可以把曲线分割成许多很短的小段,每一小段可看作一小段圆弧
圆弧弯曲程度不同,表明它们具有不同的半径
这样,质点沿一般曲线运动时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理
1.自主思考——判一判(1)向心力既可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向
(×)(2)物体做圆周运动的速度越大,向心力一定越大
(×)(3)向