粤教版必修二 离心现象及其应用 第1课时 作业.docx

粤教版高中物理必修二 2.3离心现象及其应用 同步测试一、单选题1.下列现象中是为了利用物体产生离心运动的是（ ） a.汽车转弯时要限制速度b.转速很快的砂轮半径不能做得太大c.在修筑铁路时，转弯处转道的内轨要低于外轨d.离心水泵工作时2.如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力f作用下做匀速圆周运动若小球运动到p点时，拉力f发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（ ）a.若拉力突然消失，小球将沿轨迹pa做离心运动b.若拉力突然变小，小球将沿轨迹pa做离心运动c.若拉力突然变大，小球将沿轨迹pb做离心运动d.若拉力突然变小，小球将沿轨迹pc运动3.设某高速公路的水平弯道可看成半径是r的足够大的圆形弯道，若汽车与路面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力那么关于汽车在此弯道上能安全转弯的速度，下列四种说法中正确的是（） a.大于 b.一定等于 c.最好是小于 d.对转弯速度没有什么要求，驾驶员水平高，转弯速度可大些4.如图所示，在光滑水平面上，小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动的轨迹为a，若小球到达p点时轻绳突然断裂，则小球运动的轨迹是（ ） a.轨迹ab.轨迹bc.轨迹cd.轨迹d5.如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力f作用下做匀速圆周运动，若小球运动到p点时，拉力f发生变化，下列关于小球运动情况的说法不正确的是（） a.若拉力突然消失，小球将沿轨迹pa做离心运动b.若拉力突然变小，小球将沿轨迹pa做离心运动c.若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹pb做离心运动d.若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹pc做向心运动6.如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的 ，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为（g=10m/s2）（ ）a.15 m/sb.20 m/sc.25 m/sd.30 m/s7.如图所示，汽车以速度v安全通过一弧形的拱桥顶端时，关于汽车受力的说法中正确的是（ ）a.汽车的向心力就是它所受的重力b.汽车受到的支持力比重力大c.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用d.汽车的向心力是它所受的重力与支持力的合力提供，方向指向圆心8.下列哪些做法不是为了防止物体产生离心运动（） a.汽车在水平公路上转弯时要限制速度的大小b.转速很高的砂轮半径不能做得太大c.在修筑铁路时，转弯处的内侧轨道要低于外侧轨道d.用洗衣机脱去湿衣服中的水9.如图所示足够大的倾角为的光滑斜面固定放置，在其上有一固定点o，o点连接一长为l的细线，细线的另一端连接一可以看做质点的小球。原来小球处于静止状态，现给小球一与细线垂直的初速度v0 ， 使小球能在斜面内做完整的圆周运动，则v0的最小值为（）a.b.c.d.10.如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为m的小球，当汽车以某一速率在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为l1；当汽车以同一速度匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，弹簧长度为l2 ， 下列答案中正确的是（ ）a.l1=l2b.l1l2c.l1l2d.前三种情况均有可能二、多选题11.火车提速是当今交通发展的必然若火车转弯近似看成是做匀速圆周运动，火车速度提高可能会使外轨受损为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是（ ） a.增加内外轨的高度差b.减小内外轨的高度差c.减小弯道半径d.增大弯道半径12.下列关于离心现象的说法，正确的是（ ） a.做匀速圆周运动的物体所受合力消失时，它将背离圆心运动b.做匀速圆周运动的物体所受合力消失时，将做直线运动c.洗衣机烘干桶将衣物甩干利用了离心现象d.将体温计中的水银甩回玻璃泡内利用了离心现象13.做离心运动的物体，下面说法正确的是（ ） a.离心现象是因为向心力小于离心力b.离心现象是因为合外力不足以提供物体做圆周运动所需向心力c.速度的大小改变，方向不变d.速度大小和方向都可能改变三、填空题14.下述各种现象，属于利用离心运动的是_；属于防止离心运动的是_ a洗衣机脱水的运动b离心沉淀器分离物质c汽车转弯时减速d汽车过桥时减速e站在公交车里的乘客，在汽车转弯时会用力拉住扶手 15.某全自动洗衣机技术参数如表，估算脱水筒脱水时衣服所具有的向心加速度a=_m/s2 ， 是重力加速度g的_倍，脱水筒能使衣服脱水是物理中的_现象（g取10m/s2） 波轮洗衣机主要技术参数电源：220v 50hz脱水方式：离心式洗涤功率：330w脱水功率：280w洗涤转速：40转/分脱水转速：900转/分尺寸（长宽高）mm500530900内筒（直径深度）mm40068016.做匀速圆周运动的物体，如果合外力减小，物体将脱离原来的轨道做_运动；如果合外力增大，物体将脱离原来的轨道做_运动；如果合外力突然消失，物体将沿着轨迹_方向做匀速直线运动 四、解答题17.观察如图所示的自行车，指出车上缺少什么装置？该车在泥泞的道路上行驶，有什么不便？五、综合题18.如图，用细绳一端系着的质量为m=1kg的物体a静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔o吊着质量为m=0.3kg的小球b，a的重心到o点的距离为0.5m若a与转盘间的动摩擦因数=0.2，转盘以一定的转速转动，小球b始终保持静止，取g=10m/s2 ， 求：（1）若a球的线速度大小为1m/s时的加速度大小； （2）若a球恰好不受摩擦力，转盘转动的角速度的大小 （3）为使b球保持静止，转盘转动的最大角速度的大小 19.如图所示，质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m ， 小杯通过最高点的速度为4m/s ， g取10m/s2 ， 求： （1）在最高点时，绳的拉力？ （2）在最高点时水对小杯底的压力？ （3）为使小杯经过最高点时水不流出，在最高点时最小速率是多少？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】d 【解析】【解答】解：a、因为fn=m ，所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动故a错误b、很快的砂轮半径不能做得太大，是为了防止外侧的砂轮被甩出，所以是防止离心运动；故b错误；c、在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨，可以提供更多的向心力，防止火车产生离心运动；故c错误；d、离心水泵工作时也是利用了离心运动，故d正确；故选：d【分析】做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动2.【答案】a 【解析】【解答】解：在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，a、当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，即沿轨迹pa做离心运动，故a正确b、当拉力突然变小，则向心力大于拉力，因此小球将沿轨迹pb做离心运动，故b错误，d也错误；c、当拉力突然变大，则向心力小于拉力，因此小球将沿轨迹pc做离心运动，故c错误；故选：a【分析】本题考查离心现象产生原因以及运动轨迹，当向心力突然消失或变小时，物体会做离心运动，运动轨迹可是直线也可以是曲线，要根据受力情况分析3.【答案】c 【解析】【解答】汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做圆周运动其所需要的向心力由静摩擦力提供：f静=m 由上式可知，当静摩擦力越大时，速度也越大所以静摩擦力最大时，速度达最大即fm静=m vm= 所以汽车的安全速度小于最大速度，及v 故选：c【分析】汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做的是圆周运动此时汽车需要的向心力是由静摩擦力提供的，而汽车的最大安全速度是指由路面的最大静摩擦力提供向心力，从而求出的速度当速度再大时，汽车就会侧向滑动，失去控制了4.【答案】d 【解析】【解答】解：小球在拉力f作用下绕圆心o做匀速圆周运动时，拉力等于向心力，当拉力f突然消失时，由于惯性，物体将沿切线pd做离心运动故d正确 故选：d【分析】小球在拉力f作用下绕圆心o做匀速圆周运动时，拉力等于向心力，拉力突然消失时，速度还没有来得及发生变化，所需要的向心力不变，物体将沿切线方向飞出5.【答案】b 【解析】【解答】a、在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故a正确bc、当向心力减小时，将可能沿pb轨道做离心运动，故b错误，c正确d、若拉力突然变大，拉力大于向心力，小球做向心运动，故d正确本题选错误的，故选：b【分析】本题考查离心现象产生原因以及运动轨迹，当向心力突然消失或变小时，物体会做离心运动，运动轨迹可是直线也可以是曲线，要根据受力情况分析6.【答案】b 【解析】【解答】解：根据牛顿第二定律得， ，即 解得：r=40m当摩擦力为零时，支持力为零，有：mg= ，解得 故b正确，a、c、d错误故选b【分析】根据竖直方向上的合力提供向心力求出桥的半径，当汽车不受摩擦力时，支持力为零，则靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出汽车通过桥顶的速度7.【答案】d 【解析】【解答】解：ad、汽车以速度v安全通过一弧形的拱桥顶端时，靠重力和支持力的合力提供向心力，故a错误，d正确b、在最高点，合力方向竖直向下，可知支持力小于重力，故b错误c、汽车在最高点受到重力、支持力、牵引力和摩擦力，故c错误故选：d【分析】汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，由指向圆心的合力提供向心力，受力分析时不能分析向心力8.【答案】d 【解析】【分析】a、由可知，速度越快则所需的向心力越大，汽车转弯时一定要限制速度，从而来减小需要的向心力；防止离心现象的发生；故a不正确；b、由向心力公式可知，转速很高的吵轮所需向心力很大，转速很高的吵轮若半径大，则可以出现断裂现象，从而出现离心现象；故为了防止离心现象，应将砂轮做的小一点；故b不正确；c、在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨，这样可以提供更多的向心力，防止火车出现离心现象；故c不正确；d、洗衣机脱水是应用了离心现象；不是防止，故d正确；本题选防止离心现象的，故选：d【点评】做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失时或者不足以提供向心力时，物体将会做离心运动。9.【答案】c 【解析】【分析】在垂直斜面方向上小球受力平衡，在沿着斜面方向上小球受到拉力和重力的一个分力，把重力等效为，此时在最低点由半径方向的合力提供向心力，在最高点绳子的拉力为零时，v0取最小值有，从最低点到最高点，小球的机械能守恒，由此可知，c对。【点评】做圆周运动的物体，能经过最高点的临界条件为只有重力提供向心力，本题中可等效为沿着斜面方向的重力场求解。10.【答案】b 【解析】【解答】解：当汽车在水平面上做匀速直线运动时，设弹簧原长为l0 ， 劲度系数为k根据平衡得：mg=k（l1l0）解得； 当汽车以同一匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，由牛顿第二定律得： 解得：l2= +l0 两式比较可得：l1l2 ， 故acd错误，b正确；故选：b【分析】先对小球在水平面上做匀速直线运动，受力分析，根据平衡求出l1 ， 然后对以同一速度匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点的小球受力分析，根据牛顿第二定律求弹簧长度l2 ， 再对l1l2比较即可二、多选题11.【答案】a,d 【解析】【解答】解：火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图f=mgtan=m 得：v= ；当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差；故选：ad【分析】火车转弯时需要向心力，若重力和轨道的弹力的合力充当向心力，则内外轨道均不受侧压力；根据向心力公式可得出解决方案12.【答案】bcd 【解析】【解答】解：a、做匀速圆周运动的物体，当它所受的合外力突然变为零时，它将沿圆周的切线方向做匀速直线，所以a错误，b正确 c、洗衣机烘干桶将衣物甩干利用了离心现象，当速度达到一定值时，提供的力小于所需要的力，出现离心现象，故c正确d、同理，体温计中的水银甩回玻璃泡内，也利用了离心现象，所以d正确故选：bcd【分析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动13.【答案】bd 【解析】【解答】解：a、离心现象是物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，物体没有离心力，故a错误； b、做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动故b正确；cd、当合外力突然消失，做匀速直线运动；当不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，做曲率半径增大的曲线运动，则速度大小与方向均改变，故c错误，d正确故选：bd【分析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动三、填空题14.【答案】ab；de 【解析】【解答】a、洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动；b、离心沉淀器分离物质是利用离心运动来分离物质；c、汽车转弯时减速是防止静摩擦力不足提供向心力而做离心运动；d、汽车过桥时减速是直线运动，与离心运动无关；e、站在公交车里的乘客，在汽车转弯时会用力拉住扶手，防止离心运动；故利用离心运动的是ab ， 属于防止离心运动的是de；故答案为：ab，de【分析】做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动15.【答案】1775；177.5；离心 【解析】【解答】解：衣服做匀速圆周运动，合力指向圆心，对衣服受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图 脱水时的角速度： ran/s根据牛顿第二定律得：ma=mr2所以：a= 则 脱水筒能使衣服脱水是利用衣服对谁的吸附力远小于水做圆周运动的向心力来进行脱水，属于物理中的离心现象故答案为：1775，177.5，离心【分析】衣服随脱水桶一起做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向心力，竖直方向合力为零根据牛顿第二定律进行分析16.【答案】离心；向心；切线 【解析】【解答】解：根据物体做匀速圆周运动的条件，可知 f= ，当 时，物体做向心运动，当 时，物体做离心运动；当f=0时，物体将沿着轨迹的切线方向做匀速直线运动 故答案：离心，向心，切线【分析】当物体受到的合外力等于物体做圆周运动的向心力时，物体做圆周运动；当物体受到的合外力小于物体做圆周运动的向心力时，物体将脱离原来的轨道做离心运动；当物体受到的合外力大于物体做圆周运动的向心力时，物体将脱离原来的轨道做近心运动；当合外力突然消失，物体将沿着轨迹的切线方向做匀速直线运动四、解答题17.【答案】车上缺少挡泥板装置，若没有挡泥板，当车在泥泞的道路上行驶，泥水粘着车轮，做圆周运动，而提供的向心力不足够需要的向心力，从而出现离心现象，则泥水被甩到人身上 【解析】【解答】车上缺少挡泥板装置，若没有挡泥板，当车在泥泞的道路上行驶，泥水粘着车轮，做圆周运动，而提供的向心力不足够需要的向心力，从而出现离心现象，则泥水被甩到人身上答：车上缺少挡泥板装置，车在泥泞的道路上行驶，有泥水被甩到人身上【分析】根据题意，结合离心现象的原理，去分析车在泥泞的道路上行驶会发生的现象五、综合题18.【答案】（1）解：根据向心加速度的表达式可知，若a球的线速度大小为1m/s，则：a= m/s2答：若a球的线速度大小为1m/s时的加速度大小是2m/s2；（2）解：a恰好不受摩擦力时，a受到的绳子的拉力提供向心力，得：mr2=mg所以：= rad/s答：若a球恰好不受摩擦力，转盘转动的角速度的大小是 rad/s；（3）解：当m所受的最大静摩擦力沿半径向内时，角速度最大，根据牛顿第二定律得：mr2=mg+mg代入数据得：= rad/s答：为使b球保持静止，转盘转动的最大角速度的大小是 rad/s 【解析】【分析】（1）根据向心力的公式即可求出向心加速度；（2）a恰好不受摩擦力时，a受到的绳子的拉力提供向心力，由此即可求出；（3）当m所受的最大静摩擦力沿半径向内时，角速度最大，根据牛顿第二定律求出角速度的范围19.【答案】（1）小杯质量m=0.5kg ， 水的质量m=1kg ， 在最高点时，杯和水的受重力和拉力作用，如图所示，合力为：f合=（m+m）g+t圆周半径为r，则有：f向=（m+m） f合提供向心力，有：（m+m）g+t=（m+m） 所以细绳拉力为：t=（m+m）（ g）=（1+0