向心力的定義:
在圓周運動中產(chǎn)生向心加速度的力。
向心力的特性:
1、向心力
總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大小,大小,方向總是指向圓心(與線速度方向垂直),方向時刻在變化,是一個變力。向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供。
2、輕繩模型
Ⅰ、輕繩模型的特點:
、佥p繩的質(zhì)量和重力不計;
、诳梢匀我鈴澢扉L形變不計,只能產(chǎn)生和承受沿繩方向的拉力;
、圯p繩拉力的變化不需要時間,具有突變性。
、、輕繩模型在圓周運動中的應(yīng)用
小球在繩的拉力作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運動的臨界問題:
①臨界條件:小球通過最高點,繩子對小球剛好沒有力的作用,由重力提供向心力:
②小球能通過最高點的條件:(當(dāng)時
,繩子對球產(chǎn)生拉力)
、鄄荒芡ㄟ^最高點的條件:(實際上小球還沒有到最高點時,就脫離了軌道)
3、輕桿模型:
、瘛⑤p桿模型的特點:
、佥p桿的質(zhì)量和重力不計;
②任意方向的形變不計,只能產(chǎn)生和承受各方向的拉力和壓力;
③輕桿拉力和壓力的變化不需要時間,具有突變性。
、、輕桿模型在圓周運動中的應(yīng)用
輕桿的一端連著一個小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,小球通過最高點時,輕桿對小球產(chǎn)生彈力的情況:
、傩∏蚰芡ㄟ^最高點的臨界條件:(N為支持力)
、诋(dāng)時,有
(N為支持力)
、郛(dāng)時,有
(N=0)
④當(dāng)時,有
(N為拉力)
知識點撥:
向心力是從力的作用效果來命名的,因為它產(chǎn)生指向圓心的加速度,所以稱它為向心力。它不是具有確定性質(zhì)的某種類型的力。相反,任何性質(zhì)的力都可以作為向心力。實際上它可是某種性質(zhì)的一個力,或某個力的分力,還可以是幾個不同性質(zhì)的力沿著半徑指向圓心的合外力。對一個物體進(jìn)行受力分析的時候,是不需要畫向心力的,向心力是效果力。
知識拓展:
對于向心力的理解,同學(xué)們可以切身的體會一下。兩個同學(xué)手拉手,甲同學(xué)原地,乙同學(xué)繞著甲同學(xué)轉(zhuǎn),甲同學(xué)給乙同學(xué)的拉力就是向心力,當(dāng)拉力大于向心力的時候,乙同學(xué)向心(甲同學(xué))運動,當(dāng)拉力小于向心力的時候,乙同學(xué)做離心運動。