洪明伟 福建省南安市第三中学 362305
圆周运动在高考中是常考的知识点，为二级考点，是高中物理教学中的一个重要知识点。考到圆周运动基本就要用到向心力。在复杂运动的过程中，很多同学只懂得对物体受力分析，可对于物理受到的向心力的分析比较棘手。接下来，笔者从以下几方面来讲解，希望有助于读者在讲解向心力的时候使学生对向心力的分析更加轻松。
一、引导学生理解不同方向上的力对物体运动的作用效果不同
1.与速度垂直方向上的力对物体不做功，该力不促进物体的运动，也不阻碍物体的运动，也就是该力不会使得物体的速度增加，也不使得物体的速度减小。所以与速度垂直方向上的力的作用效果不是改变物体的速度大小，而是改变物体速度方向，使物体做曲线运动。
2.与速度同一直线上的力对物体做功，改变速度的大小，但不改变速度的方向，也就是与速度同一直线上的力不会使得物体做曲线运动。
3.与速度成一定夹角（不垂直也不同一直线）的力，可把该力分解出与速度垂直和与速度同一直线这两个方向上的的两个分力，所以这个方向的力既改变速度的方向又改变速度的大小。
二、向心力的物理意义
向心力指向圆心，而速度方向是沿着曲线的切线方向，所以向心力方向一直与速度方向垂直。向心力的作用效果是改变物体的速度方向，不改变物体速度的大小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外也顺便分析一下，曲线速度的方向为切线方向，而切线方向的垂线有两个方向，一个方向指向圆心，另一个方向背向圆心。为什么改变方向的力是指向圆心而不是背向圆心？原因是做曲线运动的物体受力要指向曲线的凹面，所以要指向圆心。
三、合外力与向心力的关系
在匀速圆周运动的过程中，物体速度大小不变，速度方向一直在改变，所以物体所受的合外力一直与速度垂直；又因为做曲线运动受力要指向曲线的凹面，所以物体所受的合外力指向圆心，即合外力等于向心力。也可以理解为做匀速圆周运动的物体的合外力全部用来改变物体的速度方向，而向心力就是用来改变物体的速度方向，所以合外力等于向心力。
在非匀速圆周运动的过程中，物体的速度方向改变，速度大小也改变，所以合外力既改变物体速度方向又改变速度大小；而向心力只改变速度的方向，所以合外力不等于向心力，向心力只是合外力中改变方向的那部分分力。
四、从受力分析中来找出向心力
由于向心力为效果力，受力分析时，我们都是找出物体所受到的性质力。受力分析的一般顺序：先分析场力（重力、电场力、磁场力），再分析接触力（弹力、摩擦力），最后分析其他力。所以受力分析时不要分析出物体受到的向心力。如果物体做曲线运动，又必须受到向心力来改变其运动的方向。这个时候我们就应该先对物体受力分析，再从物体受到的力中找出向心力。
由于与速度垂直方向上的力改变速度方向，所以向心力必须与速度方向垂直，与速度同一直线上的力改变速度的大小，与向心力无关。所以我们就把物体所受的各个力分解在与速度垂直和与速度同一直线这两个方向上，与速度垂直方向上的力的合力指向圆心改变速度的方向，作为向心力；与速度同一直线上的力改变速度大小，提供切向加速度。
五、实例分析
1.轻绳模型
小球在轻绳的作用下在竖直面内做逆时针方向的圆周运动。
（1）如右图，当小球运动到最低点时受到重力G和绳的拉力T，此时速度的方向为水平方向，重力和拉力方向垂直速度方向，所以拉力和重力的合力为向心力，即T-G=F向。虽然这不是匀速圆周运动，但此时很特殊，由于速度同一直线上没有力，所以这时没有改变速度大小的力，物体所受合外力等于向心力。
（2）如右图，当小球运动到与圆心为同一高度时，受到重力G和绳的拉力T。此时速度方向为竖直向上，重力方向与速度同一直线，改变速度的大小。绳的拉力垂直于速度方向，用来改变速度的方向，作为向心力。
2.地月系
月球绕地球做椭圆轨道运动，当月球运动到如右图所在位置的时候，其只受到一个万有引力的作用，此时速度方向沿切线方向，万有引力方向指向地球。把万有引力分解在与速度垂直和与速度同一直线两个方向上，得到分力F1和F2，F1与速度垂直，用来改变速度的方向，作为向心力，F2与速度同一直线，改变速度的大小。此时为非匀速圆周运动，合外力不等于向心力。
六、总结
向心力为效果力，指向圆心，用来改变速度的方向。受力分析的时候不应分析出向心力，受力分析后把所受的各个力分解在与速度垂直和与速度同一直线两个方向上。与速度垂直方向上的合力指向圆心，用来改变方向，作为向心力；与速度同一直线方向的力用来改变速度的大小，提供物体的切向加速度。如果切向加速度为零，则物体做匀速圆周运动，合外力等于向心力。
论文作者:洪明伟
论文发表刊物:《教育学文摘》2015年6月总第159期供稿
论文发表时间:2015/7/8
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