圓周運動圓周運動

課程名稱：圓周運動 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 作用，使其軌跡為 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

力（向心力） 圓（弧）

圓周運動圖例

 圓周運動

（ 2 ）為何作圓周運動：

 原因：物體受 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： ，為一 運動。

（ a ）向心力的方向：隨軌跡隨時 ，恆 。

（ b ）向心加速度的方向：隨時改變，與向心力 。  速度的方向：隨時 。

是 的方向。

圓周運動

向心力

手拉小球的拉力

指向圓心 改變

相同

切線 F a

V

加速度

改變

 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 ，時時改 變。

 向心力的方向恆與運動方向（速度方向） 。

 在向心力的方向，會產生一加速度，稱為 。  加速度方向與向心力方向 ，時時改變

圓周運動

圓心（曲率中心）

垂直

向心加速度 相同，指向圓心

（媒體：

1

 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： 。  當物體的轉速增加，所需的向心力 。  若瓶子的水質量增加，所需向心力 。  若繩子的旋轉半徑增加，所需向心力 。

圓周運動

手的拉力 愈大 愈大

愈小

r F mV



 圓周運動

（ 5 ）向心力消失時：

 若向心力消失時：物體遵循 定律。

 物體於向心力消失時，會朝 方向等速度飛去。

 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

圓周運動

牛頓第一運動 切線

【 Fig ： from 觀念物理 Ⅱ】

向心力 F

V

離心

（媒體：

1

， 2’35” ）

砂輪機的火花

（媒體：

1

， 55” ）

圓周運動實例討論

 圓周運動實例討論

（ 1 ）以 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 作為向心力（ ）  當轉速加快時，所需的向心力 ，但摩擦力 。 物體會沿 飛出（打滑）。

摩擦力

靜摩擦力

加大 不變

切線

●

？

f

f F 

向心力 圓心

圓軌跡  

圓周運動實例討論

 圓周運動實例討論

（ 1 ）以 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 作為向心力（ ）  當轉速加快時，所需的向心力 ，但摩擦力 。 物體會沿 飛出（打滑）。

摩擦力

摩擦力

加大 不變

切線

汽車沿切線打滑

f

F 

圓周運動實例討論

 圓周運動實例討論

（ 2 ）以 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 作為圓周運動的向心力：

 實例：單擺的擺動 萬有引力

繩子張力

F F

向心力 圓心

圓軌跡  

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（或機車壓車），有利於轉彎呢？

 向心力來源：

與 的合力 F ，作為轉彎所需向 心力

 力圖分析：

車重力W

斜面正向力 N



W N

F F

（媒體：

1

， 1’50” ）

向心力 圓心

圓軌跡  

1. _{（ ）}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

範例解說

A

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 ；速度方向為 。  承 ，加速度方向為 。

 （ ）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 方向飛走^。

d c

d CD

乙

e f

g

h

h

範例解說

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。

 木塊受幾個力的作用？ 。請作圖。

 木塊所受的向心力是 提供的，合力 0 。

 小木塊離圓心遠些，還是近些，木塊容易活動？ 。

W 重力 N 正向

f

三 靜摩擦力

 N ＝ W

≠

4. （ ）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

B

正向 力

遠些



f

W

f

（媒體： 1， 39” ；

2

， 1’52” ）

向心力 圓心

圓軌跡  

5. （ ）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 ）  

範例解說

B

6. （ ）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 球，才能讓鏈球飛得遠，又 落在有效區域內？

(A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁。

B

（媒體： 1， 2’39” ；

2

）

課程結束