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物体做匀速圆周运动的时候,所受的合外力指向圆心。
一.向心力:
我们把做匀速圆周运动的物体所受的合外力称作向心力。
二、向心力的来源:
①某一个力提供(充当)向心力
地球绕太阳的运动可以近似地看成匀速圆周运动,试分析做匀速圆周运动的物体(地球)所受的合外力的特点。
地球只受到太阳对它的吸引力。该吸引力指向地球做匀速圆周运动的圆心即日心。该引力提供向心力。
②光滑桌面上有一个小球,由于细绳的牵引,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。你可以分析小球受到的力吗?
小球受到的重力、支持力、绳子的拉力三个力的合力提供向心力
重力、支持力、静摩擦力的合力提供向心力。
例1.分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力提供的?
重力、绳子的拉力。向心力为这两个力的合力,指向圆心。
③某一个力的分力提供向心力
三、向心力的大小
再次提醒:
力与运动的关系
①力与速度同一直线时,力只改变速度大小,不改变速度方向。
②力与速度垂直时,力只改变速度方向,不改变速度大小。
③力与速度成其他任意角度时,根据力的分解与合成将力分解到速度所在直线和与速度垂直的直线上,则力既改变速度大小,同时也改变速度方向。
例2.A、B两球都做匀速圆周运动,A球质量为B球质量的3倍,
A球在半径为25cm的圆周上运动,B球在半径为16cm的圆周上
运动,A球转速为30r/min,B球转速为75r/min,求A球所受
向心力与B球所受向心力之比。
练习:
1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中,正确的是( )
A.物体除受到其他的力外还要受到一个向心力
B.物体所受的合外力提供向心力
C.向心力是一个恒力
D.向心力的大小一直在变化
2.做匀速圆周运动的物体,其加速度的数值必定( )
A.跟其角速度的平方成正比
B. 跟其线速度的平方成正比
C.跟其运动的半径成反比
D.跟其运动的线速度和角速度的乘积成反比
3.在光滑的水平桌面上,用细线系一个小球,球在桌面上做匀速圆周运动,当系球的线突然断了,关于球的运动,下列说法中正确的是( )
A.向圆心运动
B.背离圆心沿半径向外运动
C.沿切线方向匀速运动
D.做半径逐渐变大的曲线运动
4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动,如图所示,则关于小球加速度的方向的说法中正确的
是( )
A.一定指向圆心
B.一定不指向圆心
C.只有在最高点和最低点时指向圆心
D.不能确定是否指向圆心
5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0kg
的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆
周运动,通过最高点时小球的速率是2.0m/s,g取10m/s2,
则此时细杆OA受到( )
A.6.0N的拉力 B.6.0N的压力
C.24N的拉力 D.24N的压力
参考答案:1.B 2.ABC 3.C 4.A 5.B
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