离心力和向心力 （物理）物理学知识点总结！（建议收藏）

物理学是研究最普遍的运动定律和物质基本结构的学科。 物理学作为自然科学的主导学科，研究从宇宙到基本粒子的一切物质最基本的形式和运动规律，因此成为其他自然科学学科的研究基础。 以下是小编为您搜集的关于物理学中向心力的知识点。 欢迎您学习和参考。 希望对您有所帮助。

物理向心力知识点1

向心力是根据力的作用而命名的。 向心力可以由弹力、摩擦力或重力提供，也可以是几个力的合力，也可以由某个力的分力提供。

匀速圆周运动的速度保持不变，但速度的方向始终在变化。 只改变速度方向的力称为向心力。

向心力最显着的特点是它垂直于速度的方向，只改变速度的方向，但不改变速度的大小。

对于做匀速圆周运动的物体离心力和向心力，由于速度保持不变，而速度的方向不断变化，所以合力必然垂直于速度的方向，并且合力指向轨迹的弯曲一侧，正好指向到圆心，所以改变速度方向的力称为向心力。

对于做匀速圆周运动的质点，合外力提供向心力； 对于做非匀速圆周运动的物体，其所受的力一般是沿运动方向和垂直于运动方向分解：沿运动方向的力（称为切向力）改变速度； 垂直于运动方向的力（称为法向力）会改变速度的方向。

知识点总结

●向心力

(1)向心力是改变物体运动方向并产生向心加速度的力。

(2)向心力的方向指向圆心，并且始终垂直于物体的运动方向，因此向心力只改变速度的方向。

（3）根据牛顿运动定律，向心力和向心加速度之间的因果关系是两者的方向始终一致：始终垂直于速度并沿半径指向圆心。

(4) 对于匀速圆周运动离心力和向心力，物体所受的净外力均为向心力。 因此，做匀速圆周运动的物体所受的净外力应该是：大小不变，方向始终与速度方向垂直。

●向心力公式

(1)由公式a=2r和a=v2/r可以看出，角速度不变的情况下，质点的向心加速度与半径成正比； 线速度恒定的情况下，质点的向心加速度与半径成反比。

(2)做匀速圆周运动的物体所受的净外力都是向心力，因此物体所受的净外力应保持大小不变​​，且始终垂直于速度方向； 净外力仅改变速度的方向，而不改变速度的大小。 根据公式，如果物体所受的净外力F大于在某个圆形轨道上运动所需的向心力，则物体将以恒定的速率运动到半径减小的新圆形轨道上（其中角物体的速度会增加），使物体所受的净外力恰好等于轨道上所需的向心力。 可以看到，此时物体会向圆心靠近移动。 反之，如果作用在物体上的净外力小于在某一圆形轨道上运动所需的向心力，则向心力不足，物体在轨道上运动。 半径将增大，远离圆心。 如果净外力突然消失，物体就会沿切线方向飞出，这就是离心运动。

●运用向心力公式解决实际问题

根据公式求解圆周运动动力学问题时应做出四个判断：

(1)确定圆心和圆轨迹所在平面；

(2)确定向心力的来源；

(3)以指向圆心的方向为正，确定向心力各分量的正负值；

(4) 确定满足牛顿定律的动力学方程。

常见测试点及方法

【例1】大轮通过皮带拉动小轮转动。 皮带与两轮之间无相对滑动。 大轮的半径是小轮半径的两倍。 大轮上的一点S到旋转轴的距离就是半径。 1/3。 当大轮边缘P点的向心加速度为0.12m/s2时，大轮边缘S点和小轮边缘Q点的向心加速度是多​​少？

分析：P点和S点在同一个转轮上，它们的角速度相等，即P=S。 由向心加速度公式a=r2可知：as/ap=rs/rp，as=rs/rp？ ？ ap=1/30.12m/s2=0.04m/s2。

由于皮带传动时不存在打滑现象，因此Q点和P点均位于皮带驱动的两轮的边缘上，这两点的线速度相等，即vQ=vP。 由向心加速度公式a=v2/r可知：aQ/aP=rP/rQ，aQ=rP/rQaP=2/10.12m/s2=0.24 m/s2。

提示：解决此类问题的关键是掌握同量，找出已知量、待求量与同量之间的关系，即可求解。

【讨论】

(1)当ap已知时，为什么求解as时要使用公式a=r2，为什么求解aQ时要使用公式a=v2/r？

（2）回想一下初中电学学过的导体电阻所消耗的电功率与电阻的关系：P=I2R和P=U2/R。 你可以在这里找到电功率P和电的电阻R以及方向之间的关系。 心脏加速度a和圆周半径r之间的关系有什么相似之处吗？

[示例2] 圆盘可以围绕穿过中心O并垂直于圆盘表面的垂直轴旋转。 圆盘上放置一块木块。 当圆盘以匀速角速度旋转时，木块随圆盘移动。 ，所以[ ]

A、木块受到圆盘的摩擦力，其方向远离圆盘中心。

B、木块受到圆盘摩擦力，方向指向圆盘中心。

C、由于木块随圆盘一起运动，圆盘对木块施加的摩擦力与木块运动的方向相同。

D、因为摩擦总是阻碍物体的运动，所以圆盘对木块施加的摩擦力与木块的运动方向相反。

分析：从静摩擦总是阻碍物体间相对运动的趋势来分析：当圆盘旋转时，以旋转的圆盘为参照物，物体的运动趋势是沿半径向外，远离圆心，所以盘面对块体的静摩擦力的方向是沿着半径向圆心方向移动。

从做匀速圆周运动的物体必然受到向心力的角度分析：木块随圆盘做匀速圆周运动，它必然受到沿圆盘方向指向圆心的合力。半径。 由于木块的重力和圆盘的支撑力是垂直方向的，因此只有圆盘的静摩擦力提供了指向圆心的向心力。 因此，圆盘面对木块的静摩擦力的方向必定沿半径指向圆心。 因此，正确选项为B。

拨号：

1.向心力根据其作用而得名。 它可以是重力、弹性、摩擦力或这些力的合力或分量。

2. 静摩擦力由物体的力和运动决定。

【问题讨论】有同学认为，做圆周运动的物体有切线方向飞出的趋势，静摩擦力的方向应该与物体的运动趋势相反。 因此，正确答案应选D。你认为他说的对吗？ 为什么？

【例3】光滑的水平桌上有一个光滑的小孔O； 一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m=1kg的小球A，另一端连接质量为M=4kg的重物B。

(1) 当小球A沿半径r=0.1m的圆做匀速圆周运动，角速度=10rad/s时，物体B对地面的压力为多少？

(2) 当球A的角速度为多少时，物体B处于即将离开但尚未离开地面的临界状态？ (g=10m/s2)

拨盘：球A匀速做圆周运动，绳子的张力提供向心力，从而减小B对地面的压力。

当物体B即将离开但尚未离开地面时，球A所需的向心力正好等于重量B的重力。

参考答案

(1)30N

(2)20rad/s

【例4】小球A、B用细线连接，可以在光滑的水平杆上滑动，无摩擦。 已知，当该装置绕垂直轴旋转时，它们的质量比m1:m2=3:1。当A、B两球匀速旋转，且A、B两球与水平面相对静止时极点时，两个球 A 和 B 做匀速圆周运动 [ ]

A.线速度大小相等

B、角速度相等

C、向心力之比为F1:F2=3:1

D、半径比为r1:r2=1:3

提示：当两个小球随轴旋转并达到稳定状态时，连接它们的同一条细线所提供的向心力等于两个小球A、B； 同轴旋转的角速度相等； 两个小球的圆形轨道半径之和就是细线的长度； 两个球的线速度与其各自轨道的半径成正比。

物理向心力知识点2

向心力的概念

向心力是物体沿圆形或曲线轨道运动时指向圆心（曲率中心）的总外力。

向心力公式

这个定义不需要推导，也不需要研究为什么这样定义。

向心力的方向：总是指向物体圆周运动的中心。

补充：如果物体不做圆周运动，那么向心力就指向微小弧对应的圆心（曲率中心）。

向心力不是力

“向心力”一词就是根据这种组合外力作用所产生的效果而得名的。

这种效应可以由任何力产生，例如弹性、重力、摩擦力（和其他力），或者由几种力或其分量的总和产生。

探究向心力大小的具体步骤

(1)用不同质量的钢球和铝球进行实验，使两个球的半径r和角速度ω相同。

可以看出，向心力的大小与质量有关。 质量越大，所需的向心力就越大。

(2) 用两个质量相同的小球进行实验，并保持其运动半径相同。

可以看出，向心力的大小与旋转速度有关。 角速度越大，所需的向心力越大。

(3)仍然使用两个质量相同的小球进行实验，并保持小球的角速度相同。

可以看出，向心力的大小与球的运动半径有关。 运动半径越大，所需的向心力越大。

实验表明，向心力的大小与物体的质量m、圆周半径r和角速度ω有关。

可以进一步证明匀速圆周运动所需的向心力公式为F=mrω

做圆周运动的物体在向心力F的作用下必然产生加速度，这个加速度的方向与向心力的方向相同，总是指向圆心。 这称为向心加速度。

对于某个匀速圆周运动，m、r、v、ω的大小都是恒定的，因此向心力和向心加速度的大小保持不变，但向心力和向心加速度的方向一直在变化。

匀速圆周运动是瞬时加速度矢量的方向不断变化的运动，属于变加速度运动的范畴。

向心力只改变方向，不改变速度。

圆周运动是曲线运动，做圆周运动的物体也会受到与其速度方向不同的外力的作用。

对于做圆周运动的物体，向心力是一种拉力，其方向随着物体沿圆周轨道运动而改变。 因此，圆周运动是加速度始终变化的运动。 正是因为这样的力总是沿着圆的半径指向圆心，所以被称为“向心力”。

向心力指向圆心，受向心力控制的物体沿切线方向运动，所以向心力必须垂直于被控物体的运动方向，且只有法线方向速度是产生（切线的垂直方向称为发现方向）上的加速度。

因此，向心力仅改变受控物体的运动方向，但不会改变运动速率，即使在非匀速圆周运动中也是如此。

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