《人教版物理必修第二册》19-20 第6章 2．向心力

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2．向心力

【学习素养·明目标】　物理观念：1.了解向心力的概念，知道它是根

据力的作用效果命名的.2.会分析向心力的来源，掌握向心力的表达式，并能用

来进行计算.3.知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的

作用效果．

科学思维：1.会应用圆周运动的知识解决实际问题.2.理解匀速圆周运动和

一般曲线运动的处理方法．

科学探究：会设计不同实验来探究向心力的大小，并体会控制变量法在研

究多个物理量关系中的应用．

一、向心力

1．定义

做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向

心力．

2．公式：Fn＝或者 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，凡是由某个力或者几个力的合力提

供的物体做匀速圆周运动的力，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，此分力与物体运动的速度在一条直线上．

(2)合外力 F指向圆心的分力 Fn，此分力提供物体做圆周运动所需的向心力，

改变物体速度的方向．

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． (×)

(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． (×)

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．向心力的方向总是不变的

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．]

对匀速圆周运动向心力的理解

[观察探究]

如图所示，甲图中圆盘上物体随圆盘一起匀速转动；乙图中在光滑漏斗内

壁上，小球做匀速圆周运动；丙图中长为 L的细绳一端固定，另一端系一质量

为m的小球，若给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运

动，这样就构成了一个圆锥摆．

甲　　　　　乙　　　　　　丙

(1)它们运动所需要的向心力分别由什么力提供？

(2)它们运动所需要的向心力与物体受到的合力有什么关系？

提示：(1)甲图中圆盘上物体所需要的向心力由圆盘对它的指向圆心的静摩

擦力提供；乙图中光滑漏斗内的小球做圆周运动的向心力由它所受的弹力和重

力的合力提供；丙图中小球做圆锥摆运动的向心力由细绳的拉力和重力的合力

提供．

(2)它们运动所需要的向心力与物体受到的合力相等．

[探究归纳]

向心力的理解

(1)向心力：使物体做圆周运动的指向圆心的合力．

(2)向心力的方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向

圆心，方向时刻改变，故向心力是变力．

(3)向心力的作用效果——改变线速度的方向．由于向心力始终指向圆心，

其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．

(4)向心力的来源

向心力是根据力的作用效果命名的．它可以由重力、弹力、摩擦力等各种

性质的力提供，也可以由它们的合力提供，还可以由某个力的分力提供．

【例 1】　下列关于向心力的说法中正确的是(　　)

A．做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作

用

B．向心力和重力、弹力一样，是性质力

C．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受的合外力

D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力

C　[向心力是一个效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力，或

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