1、2.2 研究匀速圆周运动的规律思维激活 地球围绕着太阳转，月亮以及卫星绕着地球转，如图2-2-1所示，它们的运动都可以看作是匀速圆周运动，它们为什么能够做匀速圆周运动？图2-2-1 提示 如图所示，光滑水平面上的小球在细线的作用下，做匀速圆周运动，而细线对小球有拉力作用，拉力与速度方向垂直，即指向圆心，它只改变速度的方向，而不改变其大小. 可见匀速圆周运动的物体要受到指向圆心的力.地球的公转是由于受到太阳对它的引力作用，月亮、卫星则是由于受到地球对它们的引力作用. 既然匀速圆周运动的物体受到指向圆心的力，根据牛顿第二定律，物体的加速度也指向圆心.自主整理1.向心加速度（1）定义：做匀速圆周运动
2、的物体具有的沿半径指向圆心的加速度，叫向心加速度.（2）方向：时刻与物体的速度方向垂直且指向圆心.（3）大小：a=2R.（4）意义：描述线速度方向改变快慢的物理量.2.向心力（1）本质：一种力或几种力的合力.（2）方向：始终指向圆心.（3）大小：F=m2R.（4）效果：改变物体的速度方向，但不改变物体的速度大小.3.匀速圆周运动运动力学特点（1）速度：大小不变；方向沿轨道切线，时刻在变，是变速运动.（2）加速度：大小不变；方向时刻在变，加速度变化，不是匀变速运动.（3）向心力：大小不变，方向时刻在变，不是恒力.高手笔记1.对匀速圆周运动的进一步理解(1)匀速圆周运动的特点：线速度大小不变、方向
3、时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心加速度和向心力大小都恒定不变，但方向时刻改变.(2)匀速圆周运动的性质：是线速度大小不变而方向时刻改变的变速曲线运动，并且是加速度方向时刻改变的变加速曲线运动，所以匀速圆周运动不是匀速运动，而是匀速率圆周运动.(3)质点做匀速圆周运动的条件：合外力的大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心，匀速圆周运动仅是速度的方向变化而速度大小不变的运动，所以只存在向心加速度，因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力.2.向心力公式实质上就是牛顿第二定律的具体应用，形式上有相似之处.比较项目公式F的意义F的效果a牛顿第二定律F=ma物体受到外力的合力既可改
4、变速度大小，又可改变速度方向物体加速度向心力F=m2r=m物体受到的外力在圆心方向上的合力只能改变速度方向，而不改变速度大小向心加速度名师解惑1.向心力是不是与重力、摩擦力并列的一种新的性质力？剖析：力是物体与物体之间的相互作用，我们研究力就是研究力的作用的效果，抛开力的效果谈力是没有任何意义的.力的效果是改变物体的运动状态.什么样的受力情况，就会导致什么样的运动情况.不受力时物体就会匀速运动；受到恒力时，物体就会做匀变速运动；当受到大小不变，方向始终垂直于速度方向的力时，物体就会做匀速圆周运动. 向心力是为了描述圆周运动而引入的一种力的名称.它并不是一种新的性质力，在匀速圆周运动中其本质就是
5、物体所受的合外力.它可以由某个力单独承担，也可以由多个力共同承担，这些力可以是任何性质的力（摩擦力、重力、弹力等）.物体之所以做匀速圆周运动就是这种特殊合外力的效果.这种合外力的特点是方向始终指向圆心或垂直于速度方向，它只能改变速度的方向，而不能改变速度的大小.我们就把具有这种特殊效果的力重新命名为“向心力”，以标志它的这种特点.2.如何理解向心力公式？剖析：圆周运动是我们引入的一种特殊运动形式，其特殊点就在于要求运动轨道是圆，为了描述这种运动我们才引入了轨道半径、角速度、向心力来描述它的动力学特征.而圆周运动就是这些动力学物理量的统一.这些物理量是怎样结合起来的，就决定了物体是不是做圆周运动，又做怎样的圆周运动. 向心力公式F=，不仅是为了计算向心力的，它同时也反映的是物体所受合外力、质量、线速度、轨道半径四个物理量在匀速圆周运动中的对应关系，要使物体做匀速圆周运动，这些物理量必须恰好满足这一关系.也就是说这个关系和匀速圆周运动是互为充要条件的.
