韩夏 容

“圆周运动的向心力可以由弹力提供，也可以由其他性质的力提供；可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供。”这是课本关于向心力来源的具体叙述。在研究对象做匀速圆周运动的情况下，我们通过受力分析直接确定向心力的来源。但是，当研究对象做转速连续发生变化的圆周运动时，研究对象的向心力来源往往会发生变化，这时就要小心地确定向心力来源的先后顺序。我们在教学过程中发现许多这样的问题，下面选择学生经常出错的两个例子具体分析解决这类题目的方法。

在教学过程中，我发现许多学生不知道物块随转盘转动时是谁先提供了向心力。对于这种情况，该如何破解呢？

我们可以先取下连接物块的转轴和轻绳。我们知道，在转盘转速较小时，物块一样可以随转盘转动。对物块进行受力分析（如图2），在这种情况下，物块受到重力和转盘对物块的支持力。由于这两个力与转轴平行且和盘面垂直，不可能提供物块随转盘一起转动的向心力，且重力和支持力大小相等。那么，只可能是转盘对物块的静摩擦力提供物块随转盘一起转动的向心力，从而还可以确定静摩擦力的方向是沿物块圆周运动的半径指向转轴。随着转盘转速的加快，物块和转盘之间就会出现一个临界状态：转盘对物块的最大静摩擦力（近似等于滑动摩擦力）提供向心力。为临界角速度，转盘角速度小于ω0，由转盘对物块的静摩擦力提供物块随转盘一起转动的向心力。……