向心力是实际存在的力吗
在学习高中物理中圆周运动这部分时,会涉及到“向心力”这一知识。然而,许多学生即使学完这节课,也还是不了解向心力,甚至不知道向心力是否实际存在。
向心力是实际存在的力吗
向心力不是实际存在的力。
向心力的定义:
做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力。
向心力的方向:
总是指向圆心。
有关向心力的注意点:
①向心力的方向总是指向圆心,它的方向时刻在变化,虽然它的大小不变,但是向心力也是变力。
②在受力分析时,只分析性质力,而不分析效果力,因此在受力分析是,不要加上向心力。
③描述做匀速圆周运动的物体时,不能说该物体受向心力,而是说该物体受到什么力,这几个力的合力充当或提供向心力。
向心力是产生向心加速度的力,这句话对吗?
不对。按照牛顿第二定律,力是产生加速度的原因。但向心力不是一种实际存在的力,它通常是物体受到的合力,因为方向指向圆心,所以按作用效果把它命名为向心力。既然不是一种真实的力,那说它产生加速度显然不合理。应该说是物体受到的合力产生向心加速度。
就像物体在斜面上下滑时,很多人以为有下滑力。其实,下滑力并不存在,只是重力的一个分力而已。
向心力的应用:
现实生活中,有许多利用向心力的例子。一个是模拟宇航员训练的加速度装置。当火箭刚刚发射时,它充满了燃料和氧化剂,几乎不能移动。然而随着它的升高,燃料以惊人的速度燃烧,火箭重量不断减轻。牛顿第二定律指出,力等于质量乘以加速度,既F=ma。
在大多数情况下,物体质量保持不变。对于刚才例子中的火箭来说,它的质量迅速减小,而同时火箭发动机提供的推力几乎保持不变,这就导致加速阶段结束时的加速度增加到正常重力情况下的几倍。美国国家航空航天局使用大型离心机训练宇航员应对这种极端的加速情形。在这种应用中,向心力是由座椅靠背向内推宇航员来实现。
向心力应用的另一个例子是实验室离心机,它用于加速悬浮在液体中的颗粒状沉淀物。这项技术的一个常见用途是对血液样本进行分析。由于血液的独特构成,在离心机的作用下,很容易实现从血浆中分离出红细胞。典型的离心机可以达到正常重力的600到2000倍的加速度,这迫使较重的红细胞沉淀在底部,并由于密度不同而形成各种成分的分层。