向心力的基本概念

1．向心力的基本概念

当物体做圆周运动时，沿半径指向圆心方向的外力（或外力沿半径指向圆心方向的分力），也就是所谓的“向心力”，又称“法向力”。

向心力公式：

F_向=mrω²=mv²/r=4π²mr/T

（1）匀速圆周运动

匀速圆周运动事实上是一种非匀速曲线运动（也称空加速运动）。

匀速圆周运动的速度方向每时每刻都在发生着变化，而在方向改变快慢的同时也存在着加速度。站在运动学角度上来看，做匀速圆周运动的物体的加速度大小为a=v²/r=ω²r，方向总是指向圆心，因此匀速圆周运动的加速度也被称为向心加速度。向心加速度不改变速度的大小，只改变速度的方向。

圆周运动与向心力

由于匀速圆周运动的速度和加速度大小均不变，方向却每时每刻都在发生着变化，所以，匀速圆周运动是一种变速运动，并且是非匀变速运动。

向心力

（2）匀速圆周运动和非匀速圆周运动

按照速度大小是否变化，可将圆周运动分为两类：匀速圆周运动和非匀速圆周运动。

对于做匀速圆周运动的物体来说，速度大小不改变，只是方向发生改变，这样，加速度总是指向圆心，大小不变；合外力也总是指向圆心，大小不变。

对于做非匀速圆周运动的物体来说，速度方向和大小都发生变化，不仅有指向圆心的加速度，还有沿切线方向的加速度，因此合加速度不指向圆心，所受合外力也不指向圆心。物体的向心加速度大小a=v²/r随v值变化，向心力a随F=ma值变化。

（3）在匀速圆周运动中，线速度的大小是不因合外力而发生改变的，这里所指的向心力也就是物体所受的合外力。

在变速圆周运动中，合外力不仅改变线速度的大小，还改变线速度的方向，正由于此，向心力不一定等于物体所受的合外力，并且由于变速圆周运动线速度的大小不恒定，因此，变速圆周运动中向心力大小也是不恒定的。