2024春新教材高中物理第2章圆周运动第4节离心现象及其应用课后提升训练粤教版必修第二册

其次章第四节A组·基础达标1．物体做离心运动时，运动轨迹的形态()A．肯定是直线B．肯定是曲线C．可能是一个圆D．可能是直线，也可能是曲线【答案】D2．世界一级方程式锦标赛——新加坡大奖赛赛道单圈长5.067千米，共有23个弯道．如图所示，赛车在水平赛道上转弯时，经常冲出跑道，则以下说法正确的是()A．是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能刚好转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B．是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有刚好减速才造成赛车冲出跑道的C．是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有刚好加速才造成赛车冲出跑道的D．由公式F＝mω2r可知，弯道半径越大，越简单冲出跑道【答案】B3．下列现象利用了离心运动原理的是()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．工作的洗衣机脱水筒转速很大【答案】D4．洗衣机的脱水筒在工作时，有一衣物附着在竖直的筒壁上，则此时()A．衣物受重力和摩擦力作用B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力供应C．筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大D．筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大【答案】C5．(多选)洗衣机脱水的原理是利用了离心运动把附着在衣服上的水分甩干．如图是某同学用塑料瓶和电动机等自制的脱水试验原理图，但试验发觉瓶内湿毛巾甩干效果不志向，为了能甩得更干，请为该同学设计改进建议()脱水原理示意图A．增加转速 B．减小转速C．增大塑料瓶半径 D．减小塑料瓶半径【答案】AC【解析】塑料瓶内湿毛巾须要的向心力为F＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝4π2mn2r，故要增加甩干效果，即要提高须要的向心力．由以上表达式可知，可以提高转速或增大半径，故A、C正确，B、D错误．6．试管中装了血液，封住管口后，将此管固定在转盘上，如图所示，当转盘以肯定角速度旋转时()A．血液中密度大的物质将聚集在管的外侧B．血液中密度大的物质将聚集在管的内侧C．血液中密度大的物质将聚集在管的中心D．血液中的各种物质仍匀称分布在管中【答案】A【解析】对于血液中密度大的物质，在试管中同位置处做圆周运动所需的向心力大于血液液体微元做圆周运动所需向心力，故试管中密度大的物质会做离心运动．7．汽车在水平地面上转弯，地面对车的摩擦力已达到最大值．当汽车的速率增大到原来的二倍时，若使车在地面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应()A．增大到原来的二倍B．减小到原来的一半C．增大到原来的四倍D．减小到原来的四分之一【答案】C【解析】汽车在水平路面上转弯，向心力由静摩擦力供应．设汽车质量为m，汽车与路面的动摩擦因数为μ，汽车的转弯半径为r，则μmg＝meq\f(v2,r)，由此得r∝v2，速率增大到原来的二倍，故转弯半径应增大到原来的四倍，C正确．8．如图所示，在盛满水的试管中装有一个小蜡块，小蜡块所受浮力略大于重力．当用手握住A端让试管在竖直平面内左右快速摇摆时，关于蜡块的运动，以下说法正确的是()A．与试管保持相对静止B．向B端运动，可以到达B端C．向A端运动，可以到达A端D．无法确定【答案】C【解析】试管快速摇摆，试管中的水和浸在水中的蜡块都有做离心运动的趋势(尽管试管不是做完整的圆周运动，且运动的方向也不断改变，但并不影响问题的实质)，但因为蜡块的密度小于水的密度，蜡块被水挤压向下运动．只要摇摆速度足够大且时间足够长，蜡块就能始终运动到手握的A端，故C正确．9．(多选)如图所示，洗衣机的脱水筒采纳带动衣物旋转的方式脱水，下列说法正确的是()A．脱水过程中，衣物中的水是沿半径方向被甩出去的B．增大脱水筒转动速度，脱水效果会更好C．水会从衣物中甩出是因为水受到离心力的原因D．衣物靠近筒壁的脱水效果比靠近中心的脱水效果好【答案】BD【解析】脱水过程中，水做离心运动，所以是沿切线方向被甩出去的，A错误；增大脱水筒转动速度，水所需向心力变大，离心效果更好，脱水效果会更好，B正确；离心力是效果力，不是物体实际受到的力，C错误；依据F＝mrω2，可知相同转速下，靠近筒壁的衣物须要向心力更大，脱水效果更好，D正确．10．(多选)如图所示，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，与转台间的动摩擦因数相同．当转台旋转时，下列说法正确的是()A．若三个物体均未滑动，则C物体的向心加速度最大B．若三个物体均未滑动，则B物体受的摩擦力最大C．若转速增加，则A物体比B物体先滑动D．若转速增加，则C物体最先滑动【答案】AD【解析】三个物体都未滑动时，角速度相同，设角速度为ω，依据向心加速度公式a＝ω2r，知C的向心加速度最大，A正确；三个物体受到的静摩擦力分别为fA＝(2m)ω2R，fB＝mω2R，fC＝mω2(2R)，所以物体B受到的摩擦力最小，B错误；增加转速，可知C最先达到最大静摩擦力，所以C最先滑动．A、B的临界角速度相等，可知A、B一起滑动，C错误，D正确．B组·实力提升11．(多选)如图所示，在水平转台上放一个质量M＝2kg的木块，它与转台间最大静摩擦力fmax＝6.0N，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O(孔光滑，忽视小滑轮的影响)，另一端悬挂一个质量m＝1.0kg的物体．当转台以角速度ω＝5rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可能是(g取10m/s2，M、m均视为质点)()A．0.04m B．0.08mC．0.16m D．0.32m【答案】BCD【解析】当M有远离轴心运动的趋势时，有mg＋fmax＝Mω2rmax，当M有靠近轴心运动的趋势时，有mg－fmax＝Mω2rmin，解得rmax＝0.32m，rmin＝0.08m，即0.08m≤r≤0.32m，故木块到O点的距离可能是B、C、D.12．高速马路转弯处弯道圆半径R＝100m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.225.若路面是水平的(最大静摩擦力可近似看作与滑动摩擦力相等，g取10m/s2)，问：(1)汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所允许的最大速度vm为多大？(2)当超过vm时，将会出现什么现象？【答案】(1)15m/s(2)汽车将做离心运动，严峻时将出现翻车事故【解析】(1)在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力供应，设汽车质量为m，最大静摩擦力可近似看作与滑动摩擦力相等，则fm＝μmg，则有meq\f(veq\o\al(2,m),