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向心力是按效果命名的力，它不是某种性质的力，而是一种或几种力的合力（或在某个方向上的分力），只要它能使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力。 一、重力提供向心力 例1、用一个质量为2kg的铁桶盛有质量是1kg的水，用一根轻绳系住桶，桶在竖直平面内做圆周运动，如图1所示，设圆半径为40cm，若水桶至圆周最高点时水恰不下落，则此刻桶的线速度v和轻绳对桶的拉力F大小为（ ） A、v=2m/s, F=0 B、v=20m/s, F=0 C、v=2m/s, F=30N D、v=2m/s, F=20N 解析：对水桶（含水）受力分析，在最高点受向下的重力和向下的绳子拉力F作用，题中“水桶至圆周最高点时水恰不下落”的隐含条件是：在最高点向心力达最小值，即F=0，向心力由重力提供。于是有mg=m 二、弹力提供向心力 在转筒类问题中，虽然考虑物体不下滑的最小转速时主要看摩擦力，但提供向心力的却是弹力。 三、摩擦力提供向心力 例2、冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度为（ ） A、v=k B、v≤ C、v≤ D、v≤ 解析 运动员所需向心力由摩擦力提供，则摩擦力达最大值时，其速度也最大。 F=kmg=m 四、合力提供向心力 例3、如图2所示，一辆吊着一吨货的吊车正以5m/s的速度在水平悬空轨道上匀速前进，悬挂重物的绳长2m。如果控制吊车的工人使其紧急刹车（速度减为0），这一瞬时悬挂重物的绳子上的拉力为多少？
解析：当吊车紧急刹车瞬间，重物以吊车为圆心，绳长为半径做圆周运动，向心力由此时绳子的拉力F与重力mg的合力提供。 即F-mg= 五、分力提供向心力 在平时生活中的很多圆周运动中，向心力都是由某个力的分力、或者某些力的合力在某个方向上的分力提供的，例如最常见的火车转弯问题。 |
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