圆周运动中向心力来源分析

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1、圆周运动中向心力来源分析　　中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2013）10-0150-01　　众所周知在圆周运动的学习中，对向心力的来源分析是一个重点和难点，对大多数的学生来说是比较头痛的。本文从实例出发，谈谈向心力的来源问题。向心力不是和重力、弹力、摩擦力相并列的一种性质力，是根据力的效果来命名的，在分析做圆周运动物体的受力情况时，切不可在物体的相互作用力以外再添加一个向心力，向心力需要实际力来承担。可以由一个实际力来承担，也可以由几个力的合力来承担，还可以是一个力的某一分力来承担。　　

2、例1、弹力提供向心力　　如图所示，半径为r的圆筒绕竖直中心轴OO′转动，小物块A靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ。现要使A不下落，则圆筒转动的角速度ω至少为：（）　　解析：以小物块为研究对象，它受到三个力的作用，重力mg、静摩擦力Ff、和支持力FN，其中Ff=mg①　　要使A刚好不下落，则静摩擦力最大值Ff=μFN③由①②③得ω　　所以使A不下落时圆筒的角速度ω≥　　故答案选D　　例2、摩擦力提供向心力4　　如图所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一木块.当圆盘以匀角速度转动时，木块

3、随圆盘一起运动。那么：（）　　A.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心　　B.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心　　C.因为木块随圆盘一起运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相同　　D.因为摩擦力总是阻碍物体运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反　　E.因为二者是相对静止的，圆盘与木块间无摩擦力　　解析：对木块受力分析，它受到三个力的作用，重力mg、静摩擦力Ff、和支持力FN，由于在竖直方向重力和支持力作用效果抵消，所以可以理解成是合外力提供向心力也可理解成是静摩擦力提

4、供向心力，向心力始终指向圆心　　故答案选B　　例3、火车转弯的向心力来源　　关于铁道转弯处内外铁轨间有高度差，下列说法中正确的是（）　　A.可以使火车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的磨损　　B.火车转弯时，火车的速度越小，车轮对内侧的铁轨测侧向压力越小　　C.火车转弯时，火车的速度越大，车轮对外侧的铁轨测侧向压力越大　　D.外铁轨略高于内铁轨，使得火车转弯时，由重力和支持力的合力提供了部分向心力4　　解析：在火车转弯处，如果内、外轨一样高，外侧轨道作用在外侧轮缘上的弹力F？指向圆心，使火车产生向心加速度，由于火车的质量和速度都相

5、当大，所需向心力也非常大，则外轨很容易损坏，所以应使外轨高于内轨.如右图所示，这时支持力N不再与重力G平衡，它们的合力指向圆心.如果外轨超出内轨高度适当，可以使重力G与支持力的合力，刚好等于火车所需的向心力。　　Mg和FN的合力为火车拐弯时提供的向心力，即为火车拐弯时所提供的向心力.　　为火车拐弯做圆周运动时所需要的向心力.　　火车拐弯时，既不挤压内轨又不挤压外轨.　　当时，火车车轮压外轨，外轨反作用于车轮的力的水平分量与之和，提供向心力.　　当时，此时火车车轮挤压内轨，内轨反作用于车轮的力的水平分量与之差，提供向心力.　　

6、像例3的这种模型在实际的问题中是很常见的，例如圆锥摆，　　小球在漏斗里的匀速圆周运动（如下图）都是由重力和拉力（或支持力）的合力来提供的。　　例4、单摆的向心力来源　　如图所示，一小球用细绳悬挂于一点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以悬挂点为圆心做圆周运动，运动中小球所需向心力是（）　　A.绳的拉力　　B.重力和绳拉力的合力4　　C.重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力　　D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力　　解析：对小球进行受力分析，它受重力和绳子的拉力作用，向心力是指向圆心方向的和外力，因此，它可以是小球所受合力

7、沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方向的分力的合力　　故答案选CD4