Question

向心力是如何产生的？

向心力在什么情况下会消失？物体是否在做圆周运动时才会有向心力？

Answer 1

如果在光滑水平桌面的O点固定一根钉子，把绳的一端套在钉子上，另一端系一个小球，使小球在桌面上做匀速圆周运动.小球之所以能绕着O点做匀速圆周运动，是因为绳对小球始终有一个拉力F，这个拉力的方向虽然不断变化，但总是沿着半径指向圆心，所以叫做向心力.
物体做曲线运动时，必定受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用.
匀速圆周运动是曲线运动，做匀速圆周运动的物体必定也受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用.这个合外力就是向心力.
向心力指向圆心，而物体运动的方向沿切线方向，所以向心力的方向总与物体运动的方向垂直.物体在运动方向上不受力，在这个方向上没有加速度，速度大小不会改变，所以向心力的作用只是改变速度的方向.
向心力的大小与哪些因素有关呢？
1.用质量不同的钢球和铝球做实验，使两球运动的半径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.换用两个质量相同的小球做实验，保持它们运动的半径相同.可以看出，向心力的大小与转动的快慢有关，角速度越大，所需向心力也越大.
3.仍用两个质量相同的小球做实验，保持小球运动角速度相同.可以看出，向心力的大小与小球运动的半径有关，运动半径越大，所需的向心力越大.

实验表明，向心力的大小跟物体的质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系. 可以证明，匀速圆周运动所需的向心力大小为 F＝mrω2.

做圆周运动的物体，在向心力F的作用下，必然要产生一个加速度，这个加速度的方向与向心力的方向相同，总指向圆心，叫做向心加速度.
对于某一确定的匀速圆周运动来说，m以及r、v的大小、ω都是不变的，所以向心力和向心加速度的大小不变，但向心力和向心加速度的方向却时刻在改变.匀速圆周运动是瞬时加速度矢量的方向不断改变的变速运动.

Answer 2

如果在光滑水平桌面的O点固定一根钉子，把绳的一端套在钉子上，另一端系一个小球，使小球在桌面上做匀速圆周运动.小球之所以能绕着O点做匀速圆周运动，是因为绳对小球始终有一个拉力F，这个拉力的方向虽然不断变化，但总是沿着半径指向圆心，所以叫做向心力.
物体做曲线运动时，必定受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用.
匀速圆周运动是曲线运动，做匀速圆周运动的物体必定也受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用.这个合外力就是向心力.
向心力指向圆心，而物体运动的方向沿切线方向，所以向心力的方向总与物体运动的方向垂直.物体在运动方向上不受力，在这个方向上没有加速度，速度大小不会改变，所以向心力的作用只是改变速度的方向.望采纳

Answer 3

向心力产生于物体之间的作用中。当然，不是牛顿的中心力作用概念，而是物体之间的非中心力作用概念。非中心力作用是物体产生旋转运动的原因，而向心力就存在于物体旋转的运动之中。向心力是旋转物体运动表现出来的一种向心的力。处在自然或惯性状态下的旋转物体都是一个合力的表现，向心力就是其中的一个分力。 当宇宙天体发生大爆炸时，这个爆炸的天体就会形成一个星系。就是说，天体爆炸的碎片就会最终围绕这个爆炸的中心位置做旋转的轨道运动，而任何在轨道上运动的天体都存在一个向心力的问题。主要表现为，旋转星系中的各种天体都会慢慢中心收缩，这种收缩行为就是向心力的行为。因此，向心力产生于天体的爆炸，天体的爆炸形成一个旋转星系，而旋转星系中的物体表现为一种向中心收缩的状态，这种状态就是向心力作用使然。 从比较确切和精细的角度上说，任何天体的轨道运动都不是在圆周轨道或椭圆轨道上运行，而是在一种螺旋的轨道上运动着，并慢慢搞近向中心位置。向心力的大小与物体的旋转速度成正比，与物体旋转的曲率半径成反比。

Answer 4

向心力不是“产生”的，而是被“需要”的。

当一个物体在作圆周运动时，根据牛顿第二定律，它必须需要有外力来提供向心力，提供向心力的就是它受到的所有外力在指向圆心的方向（沿着半径指向圆心）各个分力之矢量和。

比如卫星围绕着地球作圆周运动，就需要向心力，我们通过受力分析知道，地球对卫星的引力，恰好提供了使卫星运转所需的向心力，于是我们说，此时卫星所需的向心力，就是地球引力。

追问

也就是说物体不作圆周运动了，向心力也就会随之消失？

追答

物体所受的合外力是物体运动状态变化的原因。
当合外力不足以提供物体所需的向心力时，物体就会偏离圆轨道，做靠近或者远离圆心的运动。

正确的说法是：当所需的向心力变化（包括“消失”）时，物体就不作圆周运动了。

追问

为什么是向心理变化，他在什么情况会变化？

追答

向心力就是作圆周运动的物体的质量跟向心加速度的乘积：Fn=m*v^2/r=m*r*w^2
当物体的线速度或者角速度变化时，物体所需的向心力就发生变化，此时若合外力不足以提供，则物体将做离心运动，反之，若合外力大于所需向心力，则物体做靠近圆心的运动。

举例说明：物体随着圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力。若圆盘角速度增大，则所需向心力即静摩擦力随之增大；因为角速度可以任意增大，但是静摩擦力增大到最大值时，就会使得物体与圆盘发生相对滑动。此时向心力的变化是圆盘转动变化引起的。

Answer 5

向心力产生于物体之间的作用中.当然,不是牛顿的中心力作用概念,而是物体之间的非中心力作用概念.非中心力作用是物体产生旋转运动的原因,而向心力就存在于物体旋转的运动之中.向心力是旋转物体运动表现出来的一种向心的力.处在自然或惯性状态下的旋转物体都是一个合力的表现,向心力就是其中的一个分力. 当宇宙天体发生大爆炸时,这个爆炸的天体就会形成一个星系.就是说,天体爆炸的碎片就会最终围绕这个爆炸的中心位置做旋转的轨道运动,而任何在轨道上运动的天体都存在一个向心力的问题.主要表现为,旋转星系中的各种天体都会慢慢中心收缩,这种收缩行为就是向心力的行为.因此,向心力产生于天体的爆炸,天体的爆炸形成一个旋转星系,而旋转星系中的物体表现为一种向中心收缩的状态,这种状态就是向心力作用使然. 从比较确切和精细的角度上说,任何天体的轨道运动都不是在圆周轨道或椭圆轨道上运行,而是在一种螺旋的轨道上运动着,并慢慢搞近向中心位置.向心力的大小与物体的旋转速度成正比,与物体旋转的曲率半径成反比.