課程名稱：圓周運動

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課程名稱：圓周運動
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
 圓周運動
 圓周運動：
圓周運動
（1）何謂圓周運動：
 意義：物體受 力（向心力）作用，使其軌跡為 圓（弧） 的運動
 實例：
 單擺
 人造衛星繞地球  遊樂場中的旋轉木馬
 車子轉彎
 天體運行
 鐘錶指針的運動
 洗衣機脫水槽  旋轉中的雨傘
圓周運動圖例
 圓周運動：
圓周運動
（2）為何作圓周運動：
 原因：物體受 向心力 作用，使其軌跡為圓或弧形的運動
 討論：小球受到繩拉力作用，使小球作圓周運動
 向心力： 手拉小球的拉力 ，為一 加速度 運動。
（a）向心力的方向：隨軌跡隨時 改變 ，恆 指向圓心 。
（b）向心加速度的方向：隨時改變，與向心力 相同 。
 速度的方向：隨時 改變 。
是 切線 的方向。
a
F
V
（媒體：1，6”）
 圓周運動：
圓周運動
（3）向心力與向心加速度：
 向心力只改變物體運動方向，而不能改變物體運動的快慢
 向心力方向恆指向圓周運動的 圓心（曲率中心），時時改變。
 向心力的方向恆與運動方向（速度方向） 垂直 。
 在向心力的方向，會產生一加速度，稱為 向心加速度
。
 加速度方向與向心力方向 相同，指向圓心 ，時時改變
 圓周運動：
圓周運動
（4）向心力的影響因素：手拉物旋轉
 物體作圓周運動的向心力來源： 手的拉力 。
 當物體的轉速增加，所需的向心力 愈大 。
 若瓶子的水質量增加，所需向心力 愈大 。
 若繩子的旋轉半徑增加，所需向心力 愈小 。
mV 2
F
r
 圓周運動：
圓周運動
（5）向心力消失時：
 若向心力消失時：物體遵循 牛頓第一運動 定律。
 物體於向心力消失時，會朝 切線 方向等速度飛去。
 離心 現象：
當所受合力消失或者不足以提供圓周運動所需要的向心力下，
物體作逐漸遠離圓心的運動
 離心力是一種假想虛擬的力
V
向心力 F
【Fig： from 觀念物理 Ⅱ】
砂輪機的火花
圓周運動實例討論
 圓周運動實例討論：
（1）以 摩擦力 作為圓周運動的向心力：
 實例：轉盤上的橡皮擦、脫水槽中衣服上的水、
旋轉中的雨傘上的水、正在平地轉彎的車子
 以物體與表面的 靜摩擦力 作為向心力（ F  f ）
 當轉速加快時，所需的向心力 加大 ，但摩擦力 不變 。
物體會沿 切線 飛出（打滑）。
●
？
f
？
圓軌跡  圓心  向心力
圓周運動實例討論
 圓周運動實例討論：
（1）以 摩擦力 作為圓周運動的向心力：
 實例：轉盤上的橡皮擦、脫水槽中衣服上的水、
旋轉中的雨傘上的水、正在平地轉彎的車子
摩擦力 作為向心力（ F  f ）
 以物體與表面的
 當轉速加快時，所需的向心力 加大 ，但摩擦力 不變 。
物體會沿 切線 飛出（打滑）。
汽車沿切線打滑
圓周運動實例討論
 圓周運動實例討論：
（2）以 萬有引力 作為圓周運動的向心力：
 實例：天體運行、人造衛星繞地球
（3）以 繩子張力 作為圓周運動的向心力：
 實例：單擺的擺動
F
F
圓軌跡  圓心  向心力
圓周運動實例討論
 圓周運動實例討論：
（4）何以彎道外側比內側稍高，有利於轉彎呢？
 向心力來源：
車重力W 與 斜面正向力N 的合力F，作為轉彎所需向心力
 力圖分析：
N
N

F
FF
W
W
圓軌跡  圓心  向心力
範例解說
1. （ A ）下列哪一種運動需要向心力？(甲)單擺擺動；(乙)自由落體運
動；(丙)在路面轉彎處的車輛；(丁)等速度運動物體；(戊)太空艙
環繞月球；(己)在直線上等加速度運動。
(A) 甲丙戊 (B) 乙丙丁己 (C) 乙丁己 (D) 甲丙己
2.附圖是一顆球作圓周運動，運行到甲的情形，a、b、c、d表四個方位：
 在甲位置時，向心力方向為 d
；速度方向為 c 。
 承 ，加速度方向為 d 。
 （ CD ）此球曠時攝影，如圖。則可稱此球作何運動？
（A）等速度運動 （B）等加速度運動
（C）加速度運動 （D）等速率圓周運動
（E）等速度圓周運動
 若球在乙處時繩子突然斷掉，
球將朝 h 方向飛走。
e
h
f
乙
g
範例解說
（媒體：1，39”）
3.一個圓盤可繞通過圓盤中心 O且垂直於盤面的鉛直軸轉動，在圓盤上
放置一個小木塊 A，它隨圓盤一起作等速率圓周運動，如圖所示。
三
 木塊受幾個力的作用？
。請作圖。
 木塊所受的向心力是 靜摩擦力 提供的，合力 ≠ 0。
 小木塊離圓心遠些，還是近些，木塊容易活動？ 遠些
。
圓軌跡  圓心  向心力
f
O
N 正向力
f 靜摩擦力
A
 N＝W
W 重力
4.（ B ）如圖所示，在等速率轉動的圓筒內壁上緊靠
著一個物體一起運動，物體所受向心力是？
（A）物體的重力 （B）內壁對物體的正向力
（C）物體所受的靜摩擦力
（D）物體所受到的動摩擦力
f
正向力

W
範例解說
5. （ B ）一質點做圓周運動，速度處處不為零，則其中正確的是？
 任何時刻質點所受的合力一定不為零
 任何時刻質點的加速度一定不為零
 質點速度的大小一定不斷變化
 質點速度的方向一定不斷變化
（A）    （B）    （C）    （D）  
6.（ B ）在鏈球比賽中，小雄以逆時
針方向快速旋轉拋擲鏈球，
如圖(一)。若他的位置在圖
(二)中之 O 點，則他最適合
在鏈球到達圖中甲、乙、丙
、丁的哪一個位置時放開鏈
圖(一)
球，才能讓鏈球飛得遠，又
落在有效區域內？
圖(二)
(A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁。
（媒體：1，4’32” ；2，5’35” ；3，8’32”）
課程結束