关于向心力的探究
2018-03-28李生华
速读·中旬 2018年3期
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、ω、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、ω、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 v^2/r);在角速度不变时,向心力和半径成正比(F=mrw^2)。……
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