八、向心力【要点导学】1、本节主要学习向心力概念、向心力的大小和方向,以及变速圆周运动特点、一般曲线运动及其研究方法等
其中,向心力概念,向心力的大小和方向是本节重点,变速圆周运动特点及研究方法则是本节难点
2、做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向总指向 ,这个合力叫做向心力
向心力是产生 的原因,它使物体速度的 不断改变,但不能改变速度的
向心力是按 命名的力,它可由重力、弹力、摩擦力等提供,也可以是这些力的合力或它们的分力来提供
3、向心力的大小:Fn=man= = =mvω向心力的方向总是沿半径指向圆心,方向时刻改变,所以向心力是变力
4、当物体沿圆周运动,不仅速度方向不断变化,其大小也在不断变化,这样的圆周运动称为变速圆周运动
物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心,这时合外力的作用效果是:使物体产生向心加速度的同时,产生切向加速度
匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例
5、一般曲线运动及研究方法:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可称为一般曲线运动
研究时,可将曲线分割为许多极短的小段,每一段均可看作圆弧,这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了
【范例精析】例 1、如图 6
8-1 所示,将一质量为 m 的摆球用长为 L 的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆,则关于摆球 A 的受力情况,下列说法中正确的是( )A.摆球受重力、拉力和向心力的作用 B.摆球受拉力和向心力的作用C.摆球受重力和拉力的作用 D.摆球受重力和向心力的作用解析:我们在进行受力分析时,“物体受到哪几个力的作用”中的力是指按照性质命名的力,显然,物体只受重力 G 和拉力 FT的作用,而向心力 F 是重力和拉力的合力,如图6
8-2 所示
也可以认为向心力就是 FT沿水平方向的分力 FT2,显然,FT沿