《同步人教版高中物理必修二讲义》第章 向心力

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6．向心力
[学习目标]　1.[物理观念]理解向心力的概念，会分析向心力的来源．(重
点)　2.[科学思维]知道向心力大小与哪些因素有关，并能利用向心力表达式进
行计算．(重点)　3.[科学思维]理解在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向
的分力．(难点)
一、向心力
1．定义
做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向圆心的合力，
这个合力叫作向心力．
2．公式：Fn＝和 Fn＝mω 2
r .
3．方向
向心力的方向始终指向圆心，由于方向时刻改变，所以向心力是变力．
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．
二、变速圆周运动和一般曲线运动
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．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力． (×)
(2)向心力和重力、弹力一样，是性质力． (×)
1
(3)向心力可以由重力或弹力等来充当，是效果力． (√)
(4)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力． (√)
(5)圆周运动中，合外力等于向心力． (×)
(6)向心力产生向心加速度． (√)
2．对做圆周运动的物体所受的向心力说法正确的是(　　)
A．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力
B．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的
大小
C．向心力是物体所受的合外力
D．向心力和向心加速度的方向都是不变的
B　[做匀速圆周运动的物体所受的向心力大小恒定，方向总是指向圆心，
是一个变力，A错误；向心力只改变线速度方向不改变线速度大小，B正确；
只有做匀速圆周运动的物体其向心力是由物体所受合外力提供，C错误；向心
力与向心加速度的方向总是指向圆心，是时刻变化的，D错误．]
3．如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦)，这时球受
到的力是(　　)
A．重力和向心力
B．重力和支持力
C．重力、支持力和向心力
D．重力
B　[玻璃球沿碗内壁做匀速圆周运动的向心力由重力和支持力的合力提供，
向心力不是物体受的力，故 B正确．]
　匀速圆周运动向心力的特点及来源
1．匀速圆周运动中向心力的特点
(1)方向：方向时刻在变化，始终指向圆心，与线速度的方向垂直．
2
(2)大小：Fn＝m＝mω2r＝mr＝mωv，在匀速圆周运动中，向心力大小不变．
2．向心力的作用效果：由于向心力的方向与物体运动方向始终垂直，故向
心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向．
3．向心力的来源：匀速圆周运动中，向心力等于物体的合外力，常等效为
三种情况：合力充当向心力，某一个力充当向心力，某个力的分力充当向心力．
4．几种常见的实例如下
实例 向心力 示意图
用细线拴住的小球在竖直面
内转动至最高点时
绳子的拉力和重力的合力
提供向心力，F向＝F＋G
用细线拴住小球在光滑水平
面内做匀速圆周运动
线的拉力提供向心力，F
向＝FT
物体随转盘做匀速圆周运
动，且相对转盘静止
转盘对物体的静摩擦力提
供向心力，F向＝Ff
小球在细线作用下，在水平
面内做圆周运动
重力和细线的拉力的合力
提供向心力，F向＝F合
【例 1】　如图所示，圆盘上叠放着两个物块 A和B，当圆盘和物块绕竖
直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则(　　)
A．物块 A不受摩擦力作用
B．物块 B受5个力作用
C．当转速增大时，A受摩擦力增大，B受摩擦力减小
D．A对B的摩擦力方向沿半径指向转轴
B　[物块 A受到的摩擦力充当其向心力；物块 B受到重力、支持力、A对
物块 B的压力、A对物块 B的沿半径向外的静摩擦力和圆盘对物块 B的沿半径
向里的静摩擦力，共 5个力的作用；当转速增大时，A、B所受摩擦力都增大；
A对B的摩擦力方向沿半径向外．]
3
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