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圆周运动是物体沿圆形轨道运动的现象。它分为匀速圆周运动和非匀速圆周运动。匀速圆周运动中，物体的速率保持不变，但速度方向不断改变。我们可以看到，运动物体的速度矢量始终与半径垂直，指向运动方向。
做圆周运动的物体具有向心加速度，其大小等于速度平方除以半径。向心加速度始终指向圆心，作用是改变速度的方向而不是大小。根据牛顿第二定律，向心力等于质量乘以向心加速度。我们可以看到，红色箭头表示向心加速度，始终指向圆心。
向心力并不是一种独立的力，而是其他力沿半径方向的合力分量。常见的向心力来源包括绳子的拉力、轨道的支持力、万有引力、摩擦力等。在这个例子中，绳子的拉力提供了向心力，使小球做圆周运动。重力作为外力也会影响运动状态。
竖直面内的圆周运动更加复杂。在最高点，物体需要满足临界条件，即重力提供向心力，最小速度为根号gr。在最低点，支持力减去重力等于向心力。整个过程中机械能守恒，可以用能量守恒定律分析各点的速度关系。
当提供的向心力不足以维持圆周运动时，就会发生离心现象。物体会沿着切线方向飞出，这是惯性的表现。这一原理在生活中有广泛应用，如洗衣机甩干、离心分离器等。理解圆周运动的关键是认识到它需要持续的向心力来改变速度方向。