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物理向心力知識點

　　物理學(xué)是研究物質(zhì)最一般的運動規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運動形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。以下是小編為大家收集的物理向心力知識點，歡迎大家借鑒與參考，希望對大家有所幫助。

物理向心力知識點

　　物理向心力知識點1

　　向心力是根據(jù)力的作用效果命名的。向心力可能是彈力、摩擦力或重力提供，也可能是幾個力的合力，還可能是某個力的分力提供。

　　勻速圓周運動的速率不變，而速度方向時刻在變化，只改變速度方向的力叫做向心力。

　　向心力最顯著的特點是與速度方向垂直，只改變速度方向，不改變速度大小。

　　作勻速圓周運動的物體，由于速度大小不變，速度方向不斷改變，合力一定與速度方向垂直，且合力指向軌跡彎曲一側(cè)，正好指向圓心，所以，將改變速度方向的力稱為向心力。

　　作勻速圓周運動的質(zhì)點，合外力提供向心力；作非勻速圓周運動的物體來講，一般將其所受的力沿著運動方向和與運動垂直的方向進(jìn)行分解：沿運動方向的力（稱為切向力）是改變速度大��；沿與運動方向垂直的力（稱為法向力）是改變速度的方向。

　　知識點總結(jié)

　　●向心力

　　（1）向心力是改變物體運動方向，產(chǎn)生向心加速度的原因。

　　（2）向心力的方向指向圓心，總與物體運動方向垂直，所以向心力只改變速度的方向。

　�。�3）根據(jù)牛頓運動定律，向心力與向心加速度的因果關(guān)系是，兩者方向恒一致：總是與速度垂直、沿半徑指向圓心。

　　（4）對于勻速圓周運動，物體所受合外力全部作為向心力，故做勻速圓周運動的物體所受合外力應(yīng)是：大小不變、方向始終與速度方向垂直。

　　●向心力公式

　　（1）由公式a=2r與a=v2/r可知，在角速度一定的條件下，質(zhì)點的向心加速度與半徑成正比；在線速度一定的條件下，質(zhì)點的向心加速度與半徑成反比。

　�。�2）做勻速圓周運動的物體所受合外力全部作為向心力，故物體所受合外力應(yīng)大小不變、方向始終與速度方向垂直；合外力只改變速度的方向，不改變速度的大小。根據(jù)公式，倘若物體所受合外力F大于在某圓軌道運動所需向心力，物體將速率不變地運動到半徑減小的新圓軌道里（在那里，物體的角速度將增大），使物體所受合外力恰等于該軌道上所需向心力，可見物體在此時會做靠近圓心的運動；反之，倘若物體所受合外力小于在某圓軌道運動所需向心力，向心力不足，物體運動的軌道半徑將增大，因而逐漸遠(yuǎn)離圓心。如果合外力突然消失，物體將沿切線方向飛出，這就是離心運動。

　　●用向心力公式解決實際問題

　　根據(jù)公式求解圓周運動的動力學(xué)問題時應(yīng)做到四確定：

　�。�1）確定圓心與圓軌跡所在平面；

　　（2）確定向心力來源；

　　（3）以指向圓心方向為正，確定參與構(gòu)成向心力的各分力的正、負(fù)；

　�。�4）確定滿足牛頓定律的動力學(xué)方程。

　　常見考點考法

　　【例1】一個大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動，皮帶和兩輪之間無相對滑動，大輪的半徑是小輪半徑的2倍，大輪上的一點S離轉(zhuǎn)動軸的距離是半徑的1/3。當(dāng)大輪邊緣上的P點的向心加速度是0。12m/s2時，大輪上的S點和小輪邊緣上的Q點的向心加速度各為多大？

　　解析：P點和S點在同一個轉(zhuǎn)動輪子上，其角速度相等，即P=S。由向心加速度公式a=r2可知：as/ap=rs/rp，as=rs/rp？？ap=1/30。12m/s2=0。04m/s2。

　　由于皮帶傳動時不打滑，Q點和P點都在由皮帶傳動的兩個輪子邊緣，這兩點的線速度的大小相等，即vQ=vP。由向心加速度公式a=v2/r可知：aQ/aP=rP/rQ，aQ=rP/rQaP=2/10。12m/s2=0。24 m/s2。

　　點撥：解決這類問題的關(guān)鍵是抓住相同量，找出已知量、待求量和相同量之間的關(guān)系，即可求解。

　　【問題討論】

　　（1）在已知ap的情況下，為什么求解as時要用公式a=r2、求解aQ時，要用公式a=v2/r？

　　（2）回憶一下初中電學(xué)中學(xué)過的導(dǎo)體的電阻消耗的電功率與電阻的關(guān)系式：P=I2R和P=U2/R，你能找出電學(xué)中的電功率P與電阻R的關(guān)系及這里的向心加速度a與圓周半徑r的關(guān)系之間的相似之處嗎？

　　【例2】一圓盤可繞一通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一個木塊，當(dāng)圓盤勻角速轉(zhuǎn)動時，木塊隨圓盤一起運動，那么[ ]

　　A、木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向背離圓盤中心

　　B、木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向指向圓盤中心

　　C、因為木塊隨圓盤一起運動，所以木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向與木塊的運動方向相同

　　D、因為摩擦力總是阻礙物體的運動，所以木塊所受到圓盤對它的摩擦力的方向與木塊的運動方向相反

　　解析：從靜摩擦力總是阻礙物體間的相對運動的趨勢來分析：由于圓盤轉(zhuǎn)動時，以轉(zhuǎn)動的圓盤為參照物，物體的運動趨勢是沿半徑向外，背離圓心的，所以盤面對木塊的靜摩擦力方向沿半徑指向圓心。

　　從做勻速圓周運動的物體必須受到一個向心力的角度來分析：木塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，它必須受到沿半徑指向圓心的合力。由于木塊所受的重力和盤面的支持力都在豎直方向上，只有來自盤面的靜摩擦力提供指向圓心的向心力，因而盤面對木塊的靜摩擦力方向必沿半徑指向圓心。所以，正確選項為B。

　　點撥：

　　1、向心力是按效果命名的，它可以是重力、或彈力、或摩擦力，也可以是這些力的合力或分力所提供。

　　2、靜摩擦力是由物體的受力情況和運動情況決定的。

　　【問題討論】有的同學(xué)認(rèn)為，做圓周運動的物體有沿切線方向飛出的趨勢，靜摩擦力的方向應(yīng)該與物體的運動趨勢方向相反。因而應(yīng)該選取的正確答案為D。你認(rèn)為他的說法對嗎？為什么？

　　【例3】在光滑水平桌面上有一光滑小孔O；一根輕繩穿過小孔，一端連接質(zhì)量為m=1kg的小球A，另一端連接質(zhì)量為M=4kg的重物B。

　�。�1）當(dāng)小球A沿半徑r=0。1m的圓周做勻速圓周運動，其角速度為=10rad/s時，物體B對地面的壓力為多大？

　�。�2）當(dāng)A球的角速度為多大時，B物體處于將要離開、而尚未離開地面的臨界狀態(tài)？（g=10m/s2）

　　點撥：小球A作勻速圓周運動，由繩子的拉力提供向心力，從而使B對地面的壓力減少。

　　當(dāng)B物體將要離開而尚未離開地面時，小球A所需的向心力恰好等于重物B的重力

　　參考答案

　　（1）30N

　�。�2）20rad/s

　　【例4】小球A和B用細(xì)線連接，可以在光滑的水平桿上無摩擦地滑動，已知它們的質(zhì)量之比m1∶m2=3∶1，當(dāng)這一裝置繞著豎直軸做勻速轉(zhuǎn)動且A、B兩球與水平桿子達(dá)到相對靜止時，A、B兩球做勻速圓周運動的[ ]

　　A、線速度大小相等

　　B、角速度相等

　　C、向心力的大小之比為F1∶F2=3∶1

　　D、半徑之比為r1∶r2=1∶3

　　點撥：當(dāng)兩小球隨軸轉(zhuǎn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，把它們聯(lián)系在一起的同一根細(xì)線為A、B兩小球提供的向心力大小相等；同軸轉(zhuǎn)動的角速度相等；兩小球的圓周軌道半徑之和為細(xì)線的長度；兩小球的`線速度與各自的軌道半徑成正比。