1、2015物理学业水平测试二轮专题复习专题复习五：向心力一、向心力1、概念： 做匀速圆周运动的物体所受到的合外力叫做向心力。2、特点：方向总是与线速度的方向垂直，从不同的角度指向圆心，故方向时刻在变化，所以向心力是变力，是按效果命名的作用力。3、大小：由牛顿第二定律可知，注意、向心力是产生向心加速度的原因，所以向心加速度的方向时刻在变化，匀速圆周运动是变加速运动，而不是匀变速运动。 、向心力的效果：改变线速度的方向而不改变线速度的大小。、向心力是按效果命名的力，是匀速圆周运动的物体所受的合力。二、向心力的来源分析、向心力可以由弹力、摩擦力、绳子的拉力等等来提供，也有可能是几个力的合力来提供。 、
2、向心力是由物体指向圆心的合力来提供。向心力不参与力分析。四、圆周运动的一般解题思路1）明确对象，确定平面，找出圆心和半径2）确定对象在某位置所处的状态，进行受力分析作受力图3）根据向心力公式列方程求解4）检查与讨论五、中学常见匀速圆周运动向心力来源：1、光滑水平面上的圆运动：绳子的拉力2、圆锥摆：绳子拉力和重力的合力3、随转盘运动的物体：盘对物体的静摩擦力4、单摆最低点的向心力：绳拉力和重力的合力5、汽车拐弯：车胎与地面之间的静摩擦力一：水平面上的匀速圆周运动当物体在水平面内做匀速圆周运动时，关键在于找出物体所需的向心力的来源例1、长为L的细线，栓一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面
3、内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图所示，摆线L与竖直方向的夹角为。求： （1）线的拉力F（2）小球运动的线速度的大小（3）小球运动的角速度及周期例2、在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是A、弹力增大，摩擦力也增大了 B、弹力增大，摩擦力减小了C、弹力和摩擦力都减小了 D、物体所受弹力增大，摩擦力不变二：竖直平面内的圆周运动此类题目的关键在于找准竖直方向的合外力，千万不要忘记重力。此外此类题目还经常与机械能守恒定律或动能定理结合，应当引起注意。另外在竖直平面内作圆周运动时注意轻绳模型和轻杆模型的区别。例3、某辆汽车以速
4、度为72km/h通过凸形桥最高点，这时对桥的压力是车重的一半，则凸形桥圆弧形桥面的半径是多大？欲使该车通过桥最高点时对桥面的压力恰好为零，则此时的汽车的行驶速度应该是多大？（g取10m/s2）。例4、用长为L=0.6m的绳子系着装有m=0.5kg水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”，求：在最高点水不流出的最小速度为多少？若过最高点时速度为3m/s，此时水对桶底的压力为多大？例5、如图所示，杆长为L，球的质量为m，杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆对小球的弹力大小为F=mg/2，求此时小球的瞬时速度大小。 课后练习1、冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍，
5、在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，若依靠摩擦力充当向心力，其安全速度为多大？A2、m1kg，r5cm，10rad/s，最大静摩擦力3N，物体在该处能否处于相对静止状态？在该处处于静止的最大是多大？3、如图所示，细绳一端系着质量m=01 kg的小物块A，置于光滑水平台面上;另一端通过光滑小孔O与质量M=05 kg的物体B相连，B静止于水平地面上当A以O为圆心做半径r =02m的匀速圆周运动时，地面对B的支持力FN=30N，求物块A的速度和角速度的大小(g=10m/s2)4、如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，关于小球在最高点
6、的速度v0下列说法中正确的是 Av的最小值为Bv由零逐渐增大，向心力也逐渐增大 C当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大 D当v由值逐渐增小时，杆对小球的弹力也仍然逐渐增大5、如图所示，质量为m=0.2的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动。g=10m/s2，求：（1）当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？（2）当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力的大小与方向？图13（3）小球在最高点的速度能否等于零？这时球对杆的作用力的大小与方向？图126、如图所示，一个人用一根长1m，只能承受46N拉力的绳子，拴着一个质量为1的小球，在竖直平面内作圆周运动，已知圆心O离地面h=6m。转动中小球在最底点时绳子断了，（1）绳子断时小球运动的角速度多大？（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离。7、如图所示，质量为m的小球以速度V冲上放在竖直平面内的光滑园轨道，刚好能够到达轨道的顶部，如图所示，求小球飞离轨道顶部后落地点距离圆心O的水平距离设轨道的半径为r。