高中物理知識點之向心力

向心力是根據力的作用效果命名的。向心力可能是彈力、摩擦力或重力提供，也可能是幾個力的合力，還可能是某個力的分力提供。

勻速圓周運動的速率不變，而速度方向時刻在變化，只改變速度方向的力叫做向心力。

向心力最顯著的特點是與速度方向垂直，只改變速度方向，不改變速度大小。

作勻速圓周運動的物體，由於速度大小不變，速度方向不斷改變，合力一定與速度方向垂直，且合力指向軌跡彎曲一側，正好指向圓心，所以，將改變速度方向的力稱為向心力。

作勻速圓周運動的質點，合外力提供向心力;作非勻速圓周運動的物體來講，一般將其所受的力沿着運動方向和與運動垂直的.方向進行分解：沿運動方向的力(稱為切向力)是改變速度大小;沿與運動方向垂直的力(稱為法向力)是改變速度的方向。

一、向心力

1、向心力是改變物體運動方向，產生向心加速度的原因。

2、向心力的方向指向圓心，總與物體運動方向垂直，所以向心力只改變速度的方向。

3、根據牛頓運動定律，向心力與向心加速度的因果關係是，兩者方向恆一致：總是與速度垂直、沿半徑指向圓心。

4、對於勻速圓周運動，物體所受合外力全部作為向心力，故做勻速圓周運動的物體所受合外力應是：大小不變、方向始終與速度方向垂直。

二、向心力公式

1、由公式a=ω2r與a=v2/r可知，在角速度一定的條件下，質點的向心加速度與半徑成正比;在線速度一定的條件下，質點的向心加速度與半徑成反比。

2、做勻速圓周運動的物體所受合外力全部作為向心力，故物體所受合外力應大小不變、方向始終與速度方向垂直;合外力只改變速度的方向，不改變速度 的大小.根據公式，倘若物體所受合外力F大於在某圓軌道運動所需向心力，物體將速率不變地運動到半徑減小的新圓軌道里(在那裏，物體的角速度將增大)，使 物體所受合外力恰等於該軌道上所需向心力，可見物體在此時會做靠近圓心的運動;反之，倘若物體所受合外力小於在某圓軌道運動所需向心力，“向心力不足”， 物體運動的軌道半徑將增大，因而逐漸遠離圓心.如果合外力突然消失，物體將沿切線方向飛出，這就是離心運動。

三、用向心力公式解決實際問題

根據公式求解圓周運動的動力學問題時應做到四確定：

1、確定圓心與圓軌跡所在平面;

2、確定向心力來源;

3、以指向圓心方向為正，確定參與構成向心力的各分力的正、負;

4、確定滿足牛頓定律的動力學方程；

做圓周運動物體所受的向心力和向心加速度的關係同樣遵從牛頓第二定律：Fn=man在列方程時，根據物體的受力分析，在方程左邊寫出外界給物體提供的合外力，右邊寫出物體需要的向心力(可選用等各種形式)。