陳思梅

摘 要：圓周運動向心力在解題中的運用是我國物理學科教學中的一個關鍵點，為了把圓周運動在解題中運用得當，讓學生更能夠科學理解其含義，本文對人教版高中物理教材圓周運動向心力在解題中的運用，依據(jù)例題做了介紹和簡要分析。

關鍵詞：圓周運動；向心力；運用摭談

現(xiàn)在我國中學物理教學中對圓周運動向心力做了研究，對比其他物理教材版本做了對比和分析，發(fā)現(xiàn)每個版本的教材都有其各自的亮點，所以本文針對圓周運動向心力在解題中的運用做了分析。

一、 對于圓周運動向心力的解釋

圓周運動向心力是一個物體在圓周運動過程中所受到的所有合力沿半徑方向上的分力之和。從牛頓第二定律的角度看圓周運動向心力的大小等于物體質(zhì)量與圓周向心加速度大小的乘積。由公式F向=mrω2和F向=mv2r可知我們所確定的物體的向心力大小和線速度的平方以及角速度的平方都是成正比的，但是前提條件是物體必須是在半徑不變的情況下。線速度一定的時候，圓周運動向心力和圓周運動的半徑成反比；角速度一定的時候，圓周運動向心力和圓周運動的半徑成正比。圓周運動分為勻速圓周運動和變速圓周運動兩種，如若是勻速圓周運動則會出現(xiàn)這些情況：第一，向心力的大小不變，方向時刻在變，所以向心力始終是變力。第二，圓周運動向心力方向必定是沿半徑方向指向圓心，與物體速度方向垂直。第三，勻速圓周向心力和物體運動方向永遠保持垂直的狀態(tài)，向心力不能改變速度的大小，但是可以改變物體的速度方向。第四，合力提供向心力。如果是非勻速圓周運動，向心力只是其中的一個分力，合力的另一個分力要提供切向的力，用來改變速度的大小。

（一） 圓周運動向心力的由來

圓周運動向心力不是某一種性質(zhì)的力。圓周運動向心力是根據(jù)早期牛頓先生發(fā)現(xiàn)的蘋果落在地上研究出的一種引力，叫做萬有引力和以及后面相繼出來的一些力。它也可以是某個力或某個力的分力來提供，所以它實際是以力的作用效果命名的一種力。

（二） 圓周運動向心力運動種類的異同

從勻速圓周運動向心力的異同點，可知道勻速圓周運動向心力只能改變物體運動方向但大小不會改變，圓周運動向心力中的物體受到的合力始終扮演著向心力。勻速圓周運動不會改變物體力的大小但是物體方向始終指向圓心，所以是一種變加速運動。

二、 向心力在例題中的應用方法

圓周運動向心力不是物體事實上受到的力，而是因為其中一個力或者其他合力以及兩三個分力的合力運轉(zhuǎn)的。接下來通過例題中的圓周運動向心力進行解答與分析。

（一） 萬有引力作用

例題1：我們知道通常曲線運動能夠截成許多小段，我們把截取的小段看作是圓周運動的每一個小的部分，然后用不一樣的半徑的小圓弧替換曲線。比如可以從圖（a）中看到，我們把曲線上的點A定義為：經(jīng)過點A和曲線上緊鄰的點兩側(cè)之間的兩點畫一個圓，處于極限情況下，這個圓就叫做點A的曲率圓，圖中的半徑p 叫做點A的曲率圓弧半徑。接下來我們把物體沿著和水平面的α角度的方向速度υ0用手拋出去，如圖（b）所示，則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是（ ）

結(jié)束語：

圓周運動向心力是物理學中的一道難題，要先了解圓周運動向心力的概念，然后通過牛頓運動定律的應用問題解決圓周運動問題。圓周運動就是動力學問題的一種情況，涉及物體的受力分析、牛頓運動定律及圓周運動規(guī)律，解決勻速圓周運動首先要清楚對象；對明確的對象進行物體受力分析，確定向心力的由來，再解答問題。

參考文獻：

[1]楊建國.對運動軌跡中“拐點”的探討[J].中學物理，2012，17：48-51.endprint