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1、Ch5 曲曲线线运运动动6 向心力向心力 高一物理高一物理主主讲讲教教师师：梁夏：梁夏力是力是产产生加速度的原因，有向心加生加速度的原因，有向心加速度，速度，说说明有力明有力产产生了生了向心加速度向心加速度。我我们们把把产产生向心加速度的生向心加速度的这这个法向合力，个法向合力，称称为为向心力：向心力：方向：指向方向：指向圆圆心心演示演示实验实验：用：用实验验证实验验证向心力大小跟向心力大小跟质质量、量、角速度和半径的关系。角速度和半径的关系。注意注意：1、向心力是效果力向心力是效果力，必，必须须明确是由什么力充明确是由什么力充当的。充当向心力的可以是某个力，可以是当的。充当向心力的可以是某个
2、力，可以是某力的分力或某些力的合力。某力的分力或某些力的合力。对对于匀速于匀速圆圆周周运运动动来来讲讲，物体所受的合力一定指向，物体所受的合力一定指向圆圆心，心，充当向心力。充当向心力。例例1、月球月球绕绕地球运地球运转转的向心力是什么力提供的向心力是什么力提供的？的？引力充当向心力。引力充当向心力。可求引力大小。可求引力大小。例例2、绳绳的一端拴一小球，的一端拴一小球，手手执执另一端使小球在光滑另一端使小球在光滑水平面上做匀速水平面上做匀速圆圆周运周运动动。拉力充当向心力，或者拉力充当向心力，或者说说合力充当合力充当向心力。向心力。，可求，可求绳绳子的拉力大小。子的拉力大小。竖竖直直方向重力
3、与方向重力与弹弹力平衡。力平衡。例例3、在在圆盘圆盘上放一个小物上放一个小物块块，使小物，使小物块块随随圆盘圆盘一起做匀速一起做匀速圆圆周运周运动动。静摩擦力充当向心力，或者静摩擦力充当向心力，或者说说合力合力充当向心力。充当向心力。f=m2r，可求静摩擦力，可求静摩擦力，竖竖直直方向重力与方向重力与弹弹力平衡。力平衡。例例4、圆锥摆圆锥摆。重力和拉力的合力充当向心力，或者重力和拉力的合力充当向心力，或者拉力的水平分力充当向心力。拉力的水平分力充当向心力。Tcos=mgTsin=m2lsin可求拉力，可求拉力，摆摆角等。角等。例例5、小球在光滑碗内做匀速、小球在光滑碗内做匀速圆圆周运周运动动。
4、重力和重力和弹弹力的合力充当向心力。力的合力充当向心力。2、向心力的作用：改、向心力的作用：改变变速度方向，不速度方向，不改改变变速度速度大小。大小。如果如果是是变变速速圆圆周运周运动动，则则物体的加速度物体的加速度不指向不指向圆圆心，但法向上，合力仍然充当心，但法向上，合力仍然充当向心力向心力，用以改，用以改变变速度的方向。速度的方向。例、分析例、分析绳绳拉小球在拉小球在竖竖直面内做直面内做圆圆周运周运动动各点的受各点的受力情况。力情况。可可见见,充当向心力的力方向充当向心力的力方向时时刻在刻在变变化化,是是变变力力,恒力是不能起恒力是不能起这样这样的作用的。的作用的。对对于匀速于匀速圆圆周
5、运周运动动来来说说,物体所受合力充当向心力物体所受合力充当向心力,如果如果物体受到恒力物体受到恒力作用作用(如重力如重力),则则必有力与之必有力与之平衡。平衡。例例1、一根、一根轻绳轻绳，两端分，两端分别别固定固定在在竖竖直棒上相距直棒上相距为为L的的A、B两点，两点，一个一个质质量量为为m的光滑小的光滑小圆环圆环套在套在绳绳子上，当子上，当竖竖直棒以一定的直棒以一定的角速度角速度转动时转动时，圆环圆环以以A为圆为圆心在心在水平面上做匀速水平面上做匀速圆圆周运周运动动，这时轻绳这时轻绳上端与上端与竖竖直棒成直棒成45夹夹角，如角，如图图所示，求所示，求竖竖直棒直棒转动转动的角速度。的角速度。例例2、如、如图图所示，光滑所示，光滑圆锥顶圆锥顶角角为为2，质质量量为为m的小球用的小球用长为长为l的的固定于固定于顶顶端，使小球以角速度端，使小球以角速度做匀速做匀速圆圆周运周运动动，求小球与，求小球与圆锥圆锥面面间间的的弹弹力。力。