《研究离心现象及其应用》同步练习2

2 42 4 研究离心现象及其应用研究离心现象及其应用 1 在匀速转动的小型风扇扇叶上趴着一个相对扇叶静止的小虫 则小虫相对扇叶的运 动趋势是 A 沿切线方向 B 沿半径指向圆心 C 无相对运动趋势 D 远离圆心的运动趋势 解析 可由静摩擦力的方向判断运动趋势的方向 小虫受到的静摩擦力做向心力 指向圆心 故小虫相对扇叶的运动趋势是远离圆心的运动趋势D正确 答案 D 图2 4 4 2 多选 2013 贺兰一中检测 如图2 4 4所示 洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋 转的方式脱水 下列说法中正确的是 A 脱水过程中 衣物是紧贴筒壁的 B 水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故 C 加快脱水筒转动角速度 脱水效果会更好 D 靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好 解析 脱水过程中 衣物随筒做圆周运动的向心力由筒壁给衣物的弹力提供 故 衣物紧贴筒壁 A对 由F mr 2知 r越大 所需向心力越大 在转动过程中越容易 产生离心现象 C D对 B错 答案 ACD 3 多选 如图2 4 5所示 水平转台上放着A B C三个物体 质量分别为2m m m 离转轴的距离分别为R R 2R 与转台间的摩擦因数相同 转台旋转时 下列说法中正 确的是 图2 4 5 A 若三个物体均未滑动 C物体的向心加速度最大 B 若三个物体均未滑动 B物体受到的摩擦力最大 C 转速增加 A物体与B物体同时滑动 D 转速增加 C物体先滑动 解析 三个物体均未滑动时 做圆周运动的角速度相同 均为 根据a 2r知 半径最大的向心加速度最大 A正确 三个物体均未滑动时 静摩擦力提供向心力 fA 2m 2R fB m 2R fC 2m 2R B物体受到的摩擦力最小 B错误 转速增加时 角速度 增加 当三个物体都刚要滑动时 对A 2 mg 2m 2R 对B mg m 2R 对C mg 2m 2R 所以当转速增加时 C的静摩擦力首先不足以提供向心力 C物体先滑动 D正确 A与B要么不动 要么一起滑动 C正确 答案 ACD 4 2013 海南中学高一检测 下列关于离心现象的说法 正确的是 A 当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B 做匀速圆周运动的物体 当它所受的一切力都消失时 它将做背离圆心的圆周运动 C 做匀速圆周运动的物体 当它所受的一切力都突然消失时 它将沿切线做直线运动 D 做匀速圆周运动的物体 当它所受的一切力都消失时 它将做曲线运动 解析 向心力是根据力的作用效果命名的 做匀速圆周运动的物体所需要的向心 力是它所受的合外力 物体并没有受到另外一个叫向心力的作用 当然也不受离心力的作 用 产生离心现象的原因是物体所受的合外力不足以提供物体做圆周运动所需要的向心力 即F合 m 2R或者是合外力突然消失 故选项A错误 物体做匀速圆周运动时 若它受的力 都消失 物体由于惯性从这一时刻起做匀速直线运动 故选项C正确 B D错误 答案 C 5 多选 下列哪些现象是为了防止产生离心运动 A 汽车转弯时要限制速度 B 转速很大的砂轮半径做得不能太大 C 在修建铁路时 转弯处内轨要低于外轨 D 工作的洗衣机脱水桶转速很大 解析 A B C三项中都是离心运动的防止 在D项中 当转速很大 向心力提供 不足 衣物上的水滴产生离心运动 使衣服脱水的 故A B C正确 D项错误 答案 ABC 图2 4 6 6 2013 厦门高一检测 如图2 4 6所示 一质量为m的物块 在细线的拉力作用下 沿较大的光滑平面做匀速圆周运动 当细线突然断裂时 A 将沿切线方向匀速直线飞出 B 将做靠近圆心的曲线运动 C 将做远离圆心的曲线运动 D 沿断裂时细线的方向向外匀速飞出 解析 据题意 细线断裂后 物块所受合力为零 将沿切线的方向做匀速直线运 动 故A正确 B C D错误 答案 A 7 如图2 4 7所示是一种娱乐设施 魔盘 而且画面反映的是魔盘旋转转速较大时 盘中人的情景 甲 乙 丙三位同学看了图后发生争论 甲说 图画错了 做圆周运动 的物体受到向心力的作用 魔盘上的人应该向中心靠拢 乙说 图画得对 因为旋转的 魔盘给人离心力 所以人向盘边缘靠拢 丙说 图面得对 当盘对人的摩擦力不能满足 人做圆周运动的向心力时 人会逐渐远离圆心 该三位同学的说法应是 图2 4 7 A 甲正确 B 乙正确 C 丙正确 D 无法判断 解析 离心运动是指合力突然变为零或合力不足以提供向心力时物体逐渐远离圆 心的运动 若合力突然变为零 物体沿切线方向做直线运动 若合力比向心力小 物体做 曲线运动 但逐渐远离圆心 故A B D错 C对 答案 C 8 多选 如图2 4 8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正确的是 图2 4 8 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 小球将沿轨迹PB做离心运动 D 若拉力突然变小 小球将沿轨迹PC做近心运动 解析 该题反映了物体做离心运动的几种现象 当拉力变小后 小球会由于拉力 不足以提供向心力而做离心运动 同时又由于细线还有拉力 而改变运动方向 所以将沿 切线和圆周之间的某一方向飞出 即沿轨迹PB做离心运动 在拉力突然变大后 由于所施 加的拉力大于所需的向心力 而将会把物体向内拉动 即偏离了圆周 而向圆心的一侧运 动 即沿轨迹PC运动 若拉力突然消失 小球将由于惯性沿轨迹PA做离心运动 故A C正 确B D错误 答案 AC 9 一辆质量m 2 103 kg的汽车在水平公路上行驶 经过半径r 50 m的弯路时 如 果车速v 54 km h 这辆汽车会不会发生侧滑 已知轮胎与路面间的最大静摩擦力 fmax 1 2 104 N 解析 汽车的速度为v 54 km h 15 m s 汽车经过弯路时所需的向心力大小为F 2 103 N 9 000 N mv2 r 15 15 50 由于F fmax所以汽车不会做离心运动 即不发生侧滑 答案 不会发生侧滑 10 一级方程式汽车大赛中 一辆赛车总质量为m 一个路段的水平转弯半径为R 赛 车转此弯时的速度为v 赛车形状都设计得使其上下方空气有一压力差 气动压力 从而 增大了对地面的正压力 正压力与摩擦力的比值叫侧向附着系数 用 表示 要上述赛车 转弯时不侧滑 则需要多大的气动压力 解析 以赛车为研究对象 受力如图所示 正压力N mg F气 由题意可得 N f 摩擦力f提供向心力 则 f m v2 R 解以上各式可得F气 mg mv2 R 答案 mg mv2 R 11 2013 福州高一检测 如图2 4 9所示 在固定光滑水平板上有一光滑小孔O 一根轻绳穿过小孔 一端连接质量m 1 kg的小球A 另一端连接质量M 4 kg的物体B 当A 球沿半径r 0 1 m的圆周做匀速圆周运动时 要使物体B不离开地面 A球做圆周运动的角 速度有何限制 g取10 m s2 图2 4 9 解析 由题意知 小球A做圆周运动的向心力应小于或等于物体B的重力 由此得 Mg m 2r 代入数据求得 20 rad s 即A球做圆周运动的角速度应小于等于20 ra d s 答案 A球做圆周运动的角速度应小于等于20 rad s 12 图2 4 10 如图2 4 10所示是一游乐转筒的模型图 它是一个半径约为3 m的直圆筒 可绕中 间的轴转动 里面的乘客背靠圆筒壁站立 当转筒转速达到至少每分钟30圈时 乘客脚下 的踏板突然脱落 要保证乘客的安全 使人随转筒一起转动而不掉下来 则乘客与转筒之 间的动摩擦因数至少多大 g取10 m s2 2 10 解析 乘客随转筒旋转时受三个力作用 重力m