圓周運動的常見誤區分析

徐高本

1.誤以為勻速圓周運動是勻速運動。

物體做勻速圓周運動時，其速度方向（軌跡上某點的切線方向）時刻發生變化，因此勻速圓周運動中的“勻速”只是“勻速率”的意思，絕不是“勻速度”的含義。實際上物體速度的方向隨時都在變化，所以勻速圓周運動“并不勻”，“速度加速度變不停”。同學們學習時不要把這里的“勻速”等同于勻速直線運動中的“勻速”。同理，物體的勻速圓周運動狀態也不是平衡狀態，它所需要的向心力恰好由物體所受的合外力來提供。

2.誤以為勻速圓周運動是勻變速曲線運動。

因為做勻速圓周運動的質點受到的合外力（充當向心力）大小不變，方向總是指向圓心（所以很容易把向心力當成恒力，從而認為勻速圓周運動是勻變速曲線運動）。而正因為向心力方向總是沿半徑指向圓心，所以向心加速度的方向時刻在改變。換言之，其向心加速度不是恒定的，所以勻速圓周運動不是勻變速曲線運動。

3.誤以為向心力是物體實際受到的一個力。

做勻速圓周運動的物體受到的所有外力的合力方向總是指向圓心，所以從效果出發，將其命名為“向心力”。向心力并不是物體實際受到的力，它可由重力、彈力、摩擦力等單獨提供（如人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動，重力提供向心力；繩系小球在光滑水平面上做勻速圓周運動，彈力提供向心力；物體在轉盤上隨轉盤一起轉動，摩擦力提供向心力），也可由這些力的合力或某個力的分力提供向心力（如小球在水平方向上做圓錐擺運動，向心力由彈力與重力的合力提供，或由彈力的水平分力提供）。當物體做變速圓周運動時，物體受到的合外力方向并不指向圓心，可以把合外力分解為兩個分力：垂直于速度方向指向圓心的力（法向分力，充當向心力）和平行于速度方向的分力（切向分力）。