3.3离心现象 课时作业（Word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
3.3离心现象 课时作业（解析版）
1．下列措施中不属于防止离心现象造成危害的是 （　　）
A．公路上铺设减速带
B．砂轮外侧加防护罩
C．链球运动场地安装防护网
D．公路弯道处设有限速标志
2．下列关于圆周运动的说法中正确的（　　）
A．变速圆周运动的向心力并不指向圆心
B．匀速圆周运动的加速度始终不变
C．做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同
D．做离心运动的物体不可能沿半径方向远离圆心运动
3．铁路转弯处外轨应略高于内轨，火车必须按规定的速度行驶，则转弯时（　　）
A．火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧
B．弯道半径越大，火车所需向心力越大
C．火车的速度若小于规定速度，火车将做离心运动
D．火车若要提速行驶，弯道的坡度应适当减小
4．如图所示为洗衣机脱水筒工作时的示意图，衣物随洗衣机的脱水筒高速旋转而达到脱水的目的下列关于洗衣机脱水过程的说法，不正确的是　　
A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B．水会从筒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
5．如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）
A．图中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态
B．图中“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力等于其在最低处水对碗底的压力
C．图中在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
D．图脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
6．一个做匀速圆周运动的物体其合力应满足，但当时，物体将（　　）
A．沿切线方向做匀速直线运动飞出
B．做靠近圆心的曲线运动
C．做远离圆心的曲线运动
D．做平抛运动
7．下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力
B．在铁路的转弯处，通常要求内轨比外轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C．杂技演员表演“水流星”通过最高点时，水对桶底的作用力可能为零
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了失重现象
8．如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，这属于（ ）
A．失重现象 B．超重现象 C．离心现象 D．摩擦现象
9．物体m用线通过光滑的水平板间小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减少M的重量，则物体m的轨道半径r，角速度ω，线速度v的大小变化情况是 （ ）
A．r不变． v变小 B．r增大，ω减小
C．r增大，v不变 D．r减小，ω不变
10．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摆动时，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
11．中央电视台报道了一起离奇交通事故．家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警以下判断，你认为正确的是(　　)
A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车受到离心力
B．由图可知事故的原因可能是车速过快
C．为尽量避免此类事故再次发生，公路在设计上应东高西低
D．为尽量避免此类事故再次发生，可以减小路面弯道半径
12．如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则（　　）
A．衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用
B．加快脱水筒转动角速度，筒壁对衣服的摩擦力也变大
C．当衣服对水滴的附着力不足以抵消水滴受到的离心力时，衣服上的水滴将做离心运动
D．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
13．如图所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动．已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是
A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B．做圆周运动的向心力大小m
C．运动员做圆周运动的角速度为vR
D．如果运动员增大速度，运动员将可能做离心运动
14．如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）
A． 汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应低速驶过
B． 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压。如果行驶速度超过了设计速度时，车缘会挤压外轨
C． 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
D． 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
15．在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc俯视如图。长度为L=1m的细线，一端固定在a点，另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球。初始时刻，把细线拉直在ca的延长线上，并给小球以且垂直于细线方向的水平速度，由于光滑棱柱的存在，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失）。已知细线所能承受的最大张力为7N，则下列说法中正确的是（　　）
A．细线断裂之前，小球角速度的大小保持不变
B．细线断裂之前，小球的速度大小保持不变
C．细线断裂之前，小球运动的总时间为0.7π（s）
D．细线断裂之前，小球运动的位移大小为0.9（m）
16．如图所示是科技馆里一个挑战智力的玩具：一根两端封口、中央位置上下各开一个小口的透明长圆管，里面装有两个小球。如何使两个小球分别处于圆管的两端？
17．如图所示，用绳子拴着小球转动。如果使小球越转越快，必须用越来越大的力拉住绳子，同时绳子也越来越接近水平。分析一下，绳子可能被拉至水平吗
参考答案
1．A
【详解】
公路上的减速带是为了防止汽车超速而产生危险，不属于防止离心现象造成危害；砂轮外侧加防护罩是为了避免砂轮转速过大发生离心现象而分裂飞出；链球运动场地安装防护网是为了防止链球离心飞出而造成危害；弯道限速是为了防止汽车车速过大发生离心现象，造成翻车或侧滑。故A正确，BCD错误。
故选A。
2．D
【详解】
A．变速圆周运动的向心力也指向圆心，A错误；
B．匀速圆周运动的加速度大小始终不变，但是方向不断变化，B错误；
C．做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移大小相等，但是方向不同，C错误；
D．做离心运动时，物体沿着速度的方向远离圆心，但不可能沿着半径的方向远离圆心运动，D正确。
故选D。
3．A
【详解】
铁路转弯处外轨应略高于内轨，火车按规定的速度行驶在此处时，对其进行受力分析，受重力和轨道的支持力，合力提供向心力，如图所示
A．火车所需向心力指向轨道所在的圆的圆心，即为沿水平方向指向弯道内侧，A正确；
B、设内外轨的连线与水平方向的夹角为θ，合力提供向心力，有
向心力大小取决于角度θ，与半径大小无关，B错误；
C、火车的速度若小于规定速度，由公式，可知需要的向心力小于重力和支持力的合力，此时火车对内轨有挤压，但火车并不做离心运动，C错误；
D、火车若要提速行驶，由公式可知需要的向心力会增大，结合可知，应适当的最大角度θ，即弯道的坡度应适当增加，D错误。
故选A
4．B
【解析】
【详解】
脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，故A正确；水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，故B错误．，增大会使向心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大向心力，会使更多水滴被甩出去，故C正确．中心的衣服，R比较小，角速度一样，所以向心力小，脱水效果差，故D正确；此题选择不正确的选项，故选B．
【点睛】
此题要理解匀速圆周运动的向心力的来源、向心力的大小因素、做离心运动的条件．属于基础题．
5．A
【详解】
A．图中汽车通过凹形桥的最低点时，加速度向上，汽车处于超重状态，选项A正确；
B．图中“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力
在最低处水对碗底的压力
则在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力，选项B错误；
C．图中在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故C错误；
D．衣机脱水桶的脱水原理是：水滴与衣服间的附着力不足以提供其圆周运动的向心力，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】
物体做匀速圆周运动时，由合力提供物体所需要的向心力，即有，当时，外界提供的合力小于所需要的向心力时，物体将做离心运动，即物体做远离圆心的曲线运动。
故选C。
7．C
【详解】
A．汽车通过凹形桥的最低点时
支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知，车对桥的压力大于汽车的重力，选项A错误；
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，选项B错误；
C．杂技演员表演“水流星”时，当“水流星”通过最高点时，若满足
即
则此时水对桶底的作用力为零，选项C正确；
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了离心现象，选项D错误。
故选C。
8．C
【详解】
当旋转雨伞时，由向心力可知，所需要的向心力增加，由于提供向心力不足以所需要的向心力，从而远离圆心运动，故C正确，ABD错误；
故选C。
9．B
【详解】
试题分析：
小球在砝码的重力作用下，在光滑水平面上做匀速圆周运动．砝码的重力提供向心力，当砝码的重量减小，此时向心力大于砝码的重力，从而做离心运动，导致半径变大．当再次出现砝码的重力与向心力相等时，小球又做匀速圆周运动．
ACD、因M的质量减小，则导致提供的向心力小于需要的向心力，因此小球出现离心运动，那么半径增大，拉力为阻力，速度减小，故ACD不正确；
B、由于半径变大，而向心力大小变小，则角速度减小，故B正确．
故选B．
10．C
【详解】
试管快速摆动，试管里浸在水中的蜡块随试管一起做角速度较大的圆周运动（尽管蜡块不是做完整的圆周运动，且运动的方向也不断变化，但并不影响问题的实质），向心力由蜡块上、下两侧水的压力之差提供，因为蜡块的密度小于水的密度，水失重，因此，蜡块做向心运动。只要手左右摇动的速度足够大，蜡块就能一直运动到手握的A端。
故选C。
11．B
【详解】
试题分析：据题意，汽车在弯道上做离心运动，显然是速度过快B选项正确；物体的受力只有重力、支持力和摩擦力，故A选项错误；为了减少事故，可以使路面倾斜，使重力和支持力的合力指向路面内侧，显然是该外侧（西）高，内侧（东）低，故C选项错误；据可知，同时也可以增大汽车转弯半径，从而减小过弯道所需向心力，故D选项错误．
考点：本题考查离心现象．
12．D
【详解】
A．衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力的作用，共3个力作用，故A错误；
B．由于衣服在圆筒内壁上不掉下来，竖直方向上没有加速度，重力与静摩擦力二力平衡，靠弹力提供向心力，随着脱水筒转动的角速度增加，摩擦力不变，水平弹力变大，故B错误；
CD．对于水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，随着圆桶转速的增加，需要的向心力增加，当附着力不足以提供需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好，故C错误，D正确。
故选D。
13．BD
【详解】
A.向心力是效果力，可以由单个力充当，也可以由其它力的合力提供，或者由某个力的分力提供，不是性质力，因此，将运动员和自行车看做一个整体后，整体应受重力、支持力和摩擦力，故A错误；
B.由题意可知，运动员做线速度大小为v，半径为R的匀速圆周运动，故运动员受到的合力提供向心力，即m，故运动员受到的合力大小为m，故B正确；
C.根据线速度和角速度的关系v=ωR得，角速度，故C错误；
D.如果运动员加速，需要的向心力增加，此时向心力“供”小于“需”，运动员将会做离心运动，故D正确．
14．AB
【详解】
A．汽车通过凹形桥的最低点时，桥面对汽车的支持力为
则为了防止爆胎，车应低速驶过，选项A正确；
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压。如果行驶速度超过了设计速度时，火车有向外做离心运动的趋势，则车缘会挤压外轨，选项B正确；
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，当速度为时只受重力，处于完全失重状态，选项C错误；
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力小于它所需要的向心力时，水滴做离心运动，从而沿切线方向甩出，选项D错误。
故选AB。
15．BCD
【详解】
A．细线断裂之前，绳子拉力与速度垂直，不做功，不改变小球的速度大小，故小球的速度大小保持不变，绳子刚断裂时，拉力大小为7N，由
解得，由于小球每转120°半径减小0.3m，则知小球刚好转过一周，细线断裂，根据速度角速度公式
速度不变，半径变小，故在细线断裂之前，小球角速度变大，故A错误；
B．细线断裂之前，绳子拉力与速度垂直，不做功，不改变小球的速度大小，故小球的速度大小保持不变，故 B正确；
C．绳子刚断裂时，拉力大小为7N，由
解得，由于小球每转120°半径减小0.3m，则知小球刚好转过一周，细线断裂，则小球运动的总时间为
其中
，，
解得，故C正确；
D．由于小球每转120°半径减小0.3m，则知小球刚好转过一周，细线断裂，小球运动的位移大小为
故D 正确。
故选：BCD。
16．见解析
【详解】
如图所示，取一根细棒，将它穿过圆管中部的小孔把小球隔开，转动圆管使之绕细棒旋转。随着转速增大，两个小球受到的静摩擦力不足以提供它们做圆周运动所需的向心力，发生离心现象，两个小球很快就分别滚向圆管的两端。
17．不可能
【详解】
对小球受力分析可知，小球受重力和拉力作用，当小球做匀速圆周运动时，合力指向圆心，所以竖直方向合力为零，拉力的竖直分量和重力相平衡，因此绳子不可能被拉至水平。