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1、 关于向心力的探究 李生华摘 要：向心力是变力而不是恒力，向心力是产生向心加速度的原因，向心加速度与向心力的关系遵循牛顿第二定律即F=ma。a与v、r之间的关系只是数量上的对应关系，向心加速度a不是由v、r决定的，而是由F、m决定的。关键词：向心力；向心加速度；牛顿第二定律在圆周运动的知识中，向心力是个重要的概念，也是同学们在学习中比较难以理解的概念。关于对向心力的理解，提出以下几点，供读者参考。一、向心力的来源向心力不是力的一个种类，只是根据力所起的作用效果而命名的，如同压力、拉力、推力、动力、阻力等一样，根据效果而命名的。各种性质的力如：万有引力（包括重力）、弹力、摩擦力、电磁力以及它们的
2、合力都可以作为物体做圆周运动或曲线运动所需要的向心力。例如：火车转弯，由于外轨高于内轨，因此重力和支持力的合力是使火车转弯的向心力；汽车在平坦的马路上转弯，需要的向心力是由静摩擦力提供的；人造卫星绕地球运转，地球对人造卫星的吸引力（即万有引力）是向心力的来源。因此，在对做圆周运动的物体进行受力分析时，切不可在这些实际的力之外，再列出一个向心力来。二、向心力是变力而不是恒力由于向心力的方向时刻在改变，始终与线速度方向垂直，即沿圆弧的半径指向圆心，所以向心力是一种变力（因为力是矢量）三、关于向心力公式對于质量一定的物体来说，在线速度不变时，向心力与半径成反比（F=m v2/r）；在角速度不变时，向
3、心力和半径成正比（F=mrw2）。这两个结论的前提条件是不同的，因此它们并不矛盾。F与m、v、r之间的对应关系也只是数量关系。向心力F是由一个外力或合外力提供（或补充）的，是由物体的受力情况来决定的，而不是由m、v、r来决定的。四、向心力和向心加速度向心加速度是向心力作用的结果，只有物体受到了合适的需要的向心力，它才会做相应的圆周运动。不是因为物体做圆周运动后才产生的向心力，而是由于物体具有一定的初速度，有受到向心力后才迫使物体不断改变其速度方向而做圆周运动（包括匀速圆周运动）。也不要以为凡做圆周运动的物体，所受的合外力都是指向一个位置（圆心），只有做匀速圆周运动的物体，所受的合外力才指向圆心
4、。产生向心加速度a的原因是向心力F的存在，向心加速度与向心力的关系遵循牛顿第二定律即F=ma，a与v、r之间的关系只是数量上的对应关系，向心加速度a不是由v、r决定的，而是由F、m决定的。向心力和向心加速度的公式（F=m v2/r和a=v2/r）都是瞬时关系，它们既适用于匀速圆周运动，也适用于变速圆周运动。在变速圆周运动中，求质点在某一位置时的向心加速度和向心力的大小，必须用该点的瞬时速度值。五、向心力与圆周运动物体做匀速圆周运动时，作用在物体上的所有外力的合力恰好等于物体需要的向心力，如果这个合外力小于或大于物体所需要的向心力，那么物体将做远离圆心的或靠近圆心的运动，而不能做圆周运动。如果突然合外力为零时，物体将沿圆周上所在的点的切线方向做匀速直线运动。向心力的作用只能使做匀速圆周运动的物体不断改变速度的方向，而不能改变速度的大小。在匀速圆周运动中，向心加速度的大小虽然不变，但方向却不断改变，总是指向圆心，所以匀速圆周运动是变加速运动。由于向心力和向心加速度的存在，所以做匀速圆周运动的物体并不是处于平衡状态（因为合外力不为零）。 -全文完-
