物體做勻速圓周運動的時候,所受的合外力指向圓心。
一.向心力:
我們把做勻速圓周運動的物體所受的合外力稱作向心力。 向心力的方向始終指向圓心。
二、向心力的來源:
①某一個力提供(充當)向心力
地球繞太陽的運動可以近似地看成勻速圓周運動,試分析做勻速圓周運動的物體(地球)所受的合外力的特點。
地球只受到太陽對它的吸引力。該吸引力指向地球做勻速圓周運動的圓心即日心。該引力提供向心力。
②光滑桌面上有一個小球,由於細繩的牽引,繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動。你可以分析小球受到的力嗎?
小球受到的重力、支持力、繩子的拉力三個力的合力提供向心力
重力、支持力、靜摩擦力的合力提供向心力。
例1.分析下面各種勻速圓周運動中向心力是由哪些力提供的?
重力、繩子的拉力。向心力為這兩個力的合力,指向圓心。
③某一個力的分力提供向心力
三、向心力的大小
再次提醒:
力與運動的關係
①力與速度同一直線時,力只改變速度大小,不改變速度方向。
②力與速度垂直時,力只改變速度方向,不改變速度大小。
③力與速度成其他任意角度時,根據力的分解與合成將力分解到速度所在直線和與速度垂直的直線上,則力既改變速度大小,同時也改變速度方向。
例2.A、B兩球都做勻速圓周運動,A球質量為B球質量的3倍,
A球在半徑為25cm的圓周上運動,B球在半徑為16cm的圓周上
運動,A球轉速為30r/min,B球轉速為75r/min,求A球所受
向心力與B球所受向心力之比。
練習:
1.下列關於做勻速圓周運動的物體所受的向心力的說法中,正確的是( )
A.物體除受到其他的力外還要受到一個向心力
B.物體所受的合外力提供向心力
C.向心力是一個恆力
D.向心力的大小一直在變化
2.做勻速圓周運動的物體,其加速度的數值必定( )
A.跟其角速度的平方成正比
B. 跟其線速度的平方成正比
C.跟其運動的半徑成反比
D.跟其運動的線速度和角速度的乘積成反比
3.在光滑的水平桌面上,用細線系一個小球,球在桌面上做勻速圓周運動,當系球的線突然斷了,關於球的運動,下列說法中正確的是( )
A.向圓心運動
B.背離圓心沿半徑向外運動
C.沿切線方向勻速運動
D.做半徑逐漸變大的曲線運動
4.一個小球在豎直放置的光滑圓環的內側槽內做圓周運動,如圖所示,則關於小球加速度的方向的說法中正確的
是( )
A.一定指向圓心
B.一定不指向圓心
C.只有在最高點和最低點時指向圓心
D.不能確定是否指向圓心
5.長度為L=0.5m的輕質細杆OA,A端有一質量為m=3.0kg
的小球,如圖所示,小球以O點為圓心在豎直平面內做圓
周運動,通過最高點時小球的速率是2.0m/s,g取10m/s2,
則此時細杆OA受到( )
A.6.0N的拉力 B.6.0N的壓力
C.24N的拉力 D.24N的壓力
參考答案:1.B 2.D 3.C 4.C 5.B