3.3离心现象 同步练习（Word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
3.3离心现象 同步练习（解析版）
1．下列那些现象属于离心运动（　　）
A．飞快旋转的洗衣机抽水桶 B．荡秋千
C．旋转木马 D．快速奔跑的百米运动员
2．在水平公路上行驶的汽车，当汽车以速度v运动时，车轮与路面间的静摩擦力恰好等于汽车转弯所需要的向心力，汽车沿如图所示的圆形路径（虚线）运动。如果汽车转弯速度大于v，则汽车最有可能沿哪条路径运动？（　　）
A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅲ D．Ⅳ
3．试管中装满血液,封住管口后,将此管管口向里固定在转盘上,如图所示,当转盘以一定的角速度转动时
A．血液中密度大的物质将聚集在管的底部
B．血液中密度大的物质将聚集在管口处
C．血液中密度大的物质将聚集在管的中央
D．血液中的各物质仍均匀分布在管中
4．如图所示，圆周c是质量为m的小球以速率v沿逆时针方向作匀速圆周运动的轨迹，轨迹圆半径为当小球运动到图中A点时，小球所受向心力大小突变为，下列对小球随后的运动分析，其中正确的是　
A．若，小球将沿轨迹d作匀速直线运动
B．若，小球可能沿轨迹a作匀速直线运动
C．若，小球可能以小于v的速率沿轨迹c作圆周运动
D．若，小球可能沿轨迹b作曲线运动
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．以下说法中正确的是（　　）
A．平抛运动是一种匀变速曲线运动
B．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的
C．洗衣机脱水时利用向心运动把附着在衣物上的水甩掉
D．汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于汽车重力
7．如图所示的四种情形中，防止离心现象的是（　　）
A．甲图火车转弯时，不得超速通过
B．乙图民间艺人在制作棉花糖
C．丙图仪器通过高速旋转分离血液成分
D．丁图洗衣机甩干时内筒在高速旋转
8．用细绳拴住一小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
A．在相同的转速下，绳越短越容易断
B．在相同的转速下，绳越长越容易断
C．在线速度相同时，绳越长越容易断
D．绳是否断与线速度无关
9．原来做圆周运动的物体产生离心运动的条件的简略表述，可以是（ ）
A．当物体需要的向心力等于物体所受合外力时；
B．当物体需要的向心力小于物体所受合外力时；
C．当物体所受合外力小于作圆周运动所需要的向心力时；
D．当物体所受的外力不能与向心力平衡时．
10．下列关于离心现象的说法中错误的是（　　）
A．当物体所受到的离心力大于向心力时产生离心现象
B．洗衣机脱水时是利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉的
C．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动
D．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失后，物体将沿着圆周切线方向运动
11．如图所示，长为的悬线固定在点，在正下方处有一钉子，把悬线另一端的小球拉到跟悬点同一水平面上无初速度释放，小球到最低点悬线碰到钉子的瞬间，则小球的（　　）
A．向心加速度突然增大 B．角速度突然变小
C．线速度突然变小 D．向心力突然减小
12．图中物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确的是（ ）
A．物块处于平衡状态
B．物块受二个力作用
C．在角速度一定时，物块到转轴的距离越近，物块越容易脱离圆盘
D．在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越容易脱离圆盘
13．场地自行车比赛包含计时赛、追逐赛等项目。在某次比赛中，某位运动员以速度v在倾角为θ的倾斜赛道做半径为R的匀速圆周运动，如图所示，已知运动员及自行车的总质量为m，对于运动员和自行车组成的整体，则下列说法正确的是（　　）
A．可能受重力、支持力、摩擦力作用
B．可能受重力、支持力、向心力作用
C．受到的合力大小为
D．若运动员突然加速，则有可能沿倾斜赛道做离心运动
14．如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力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中正确的是（　　）
A．若拉力突然变小，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Pb做向心运动
C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
D．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pc做向心运动
15．如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服贴在桶壁上，随圆桶一起转动，相对桶壁未滑动，衣服上的水滴还没有做离心运动．则
A．圆桶转速增大，衣服对桶壁的水平压力大小增大
B．圆桶转速增大，衣服对桶壁的水平压力大小不变
C．圆桶转速增大，衣服所受摩擦力大小增大
D．圆桶转速增大，衣服所受摩擦力大小不变
16．铁路的弯道通常都设计成外高内低。若某转弯处的限定速度为v，当火车以该限定速度通过时，请分析此时火车所需向心力的来源。若火车的实际速度低于限定速度，对铁轨有何影响
17．如图所示，有一质量为m的小球P与穿过光滑水平板中央小孔O的轻绳相连，用力拉着绳子另一端，使小球P在水平板内绕O点做直径为d、角速度为ω的匀速圆周运动。某时刻将绳子从这个状态迅速放松，后又绷直，使小球P绕O点做直径为D（）的匀速圆周运动，则：
(1)从绳子放松到拉直这段过程经历了多长时间？
(2)后一次小球做匀速圆周运动时绳上拉力为多大？
参考答案
1．A
【详解】
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A正确。
故选A。
2．B
【详解】
汽车速度增加，将做离心运动，B正确。
故选B。
3．A
【详解】
当转盘快速转动时，血液将随试管一起做匀速圆周运动，需要指向圆心的力提供向心力，根据公式：
Fn=mω2r=ρVω2r
可知半径相等、体积相等的情况下，密度越大需要的向心力越大，所以血液中密度大的物质将会聚集在试管的底部，由外侧的支持力提供做圆周运动的向心力，故A正确，BCD错误．
故选A
点睛：试管固定在转盘上，当转盘快速转动时，血液将随试管一起做匀速圆周运动，根据合外力提供向心力分析即可．
4．D
【详解】
根据题意可知，当时，则沿圆周c运动；当时，则做近心运动；当时，可能沿b离心飞出；当时，沿切线a飞出，故ABC错误，D正确；故选D．
【点睛】
做圆周运动的物体，当提供的向心力等于需要的向心力时，才做匀速圆周运动，而当提供的向心力小于需要的向心力，则做近心运动，而大于需要的向心力时，则做离心运动．
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．A
【详解】
A．平抛运动的加速度是恒定的，是一种匀变速曲线运动，选项A正确；
B．做匀速圆周运动的物体，所受合力大小是恒定的，但是方向不断变化，则选项B错误；
C．洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水甩掉，选项C错误；
D．汽车通过拱形桥最高点时，根据
可得
即汽车对桥的压力小于汽车重力，选项D错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．火车转弯时，按规定速度通过是为了防止离心现象，故A正确；
B．制作“棉花糖”的过程中，糖熔化后被甩出，做离心运动，是应用了离心现象，故B错误；
C．通过高速旋转分离血液成分，是应用了离心现象，故C错误；
D．洗衣机脱水利用了水在高速旋转，附着力小于向心力时做离心运动，是应用了离心现象，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
AB．绳的拉力提供小球做匀速圆周运动的向心力，由
知，在相同的转速下，r越小，F越小，绳越不容易断，r越大，F越大，绳越容易断，故A错误，B正确；
CD．由
知在线速度相同时，r越大，F越小，绳越不容易断，故CD错误。
故选B。
9．C
【解析】
当物体所受合外力小于做圆周运动所需的向心力时，会出现离心现象，故A、B、D错误，C正确．故选C．
【点睛】物体做离心运动的条件：合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力．注意所有远离圆心的运动都是离心运动，但不一定沿切线方向飞出．
10．A
【详解】
A．离心力是不存在的，因为它没有施力物体。所以物体不会受到离心力，A选项符合题意，故A正确。
B．洗衣机脱水时，附着在衣服上的水份被甩掉，是因为提供的向心力不满足所需要的向心力，做离心运动，B选项不合题意，故B错误；
C．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。C选项不合题意，故C错误；
D．当物体不受力或受到的合外力为零时，物体保持静止或匀速直线运动状态。所以做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，由于惯性，物体继续保持该速度沿切线做直线运动。D选项不合题意，故D错误。
故选A。
11．A
【详解】
C．绳碰到钉子前后的瞬间，根据能量守恒，线速度不变，故C错误；
B．根据可知，半径减小，由于线速度不变，所以角速度增大，故B错误：
A．小球的向心加速度由于半径减小，所以加速度增大，故A正确；
D．向心力为由上可知加速度突然增大，所以向心力突然增大，故D错误。
故选A。
12．D
【详解】
物块饶轴做匀速圆周运动，对其受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，故AB错误；根据向心力公式F=mrω2可知，当ω一定时，半径越小，所需的向心力越小，越不容易脱离圆盘，故C错误；
根据向心力公式F=mr( )2可知，当物块到转轴距离一定时，周期越小，所需向心力越大，越容易脱离圆盘，故D正确；故选D．
13．AD
【详解】
A．运动员和自行车组成的整体，可能受重力、支持力、摩擦力作用，故A项正确；
B．整体做匀速圆周运动所需向心力可能由重力和支持力的合力来提供，也可能由重力、支持力、摩擦力三者的合力来提供；不能说物体受到向心力，只能说哪些力提供向心力；故B项错误；
C．整体做匀速圆周运动受到的合力大小
故C项错误；
D．若运动员突然加速，整体所需向心力增大，若提供的力不足以提供向心力，则整体有可能沿倾斜赛道做离心运动，故D项正确。
故选AD。
14．CD
【详解】
AB．当拉力减小时，将沿Pb轨道做离心运动，故AB错误；
C．当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向沿轨迹Pa做离心运动，故C正确。
D．在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力突然变大，小球将沿轨迹Pc做向心运动。故D正确；
故选CD。
15．AD
【详解】
AB．水平方向桶对衣服的弹力提供向心力，圆桶转速增大，所需向心力增大，弹力变大，根据牛顿第三定律可知衣服对桶壁的水平压力大小增大，A正确B错误．
CD．竖直方向始终处于平衡状态，所以摩擦力与重力等大反向，不变，C错误D正确．
16．见解析
【详解】
当火车以限定速度转弯时，火车的重力和铁轨对火车的支持力提供向心力，此时满足
即限定速度为
（其中θ是外轨与内轨连线与水平地面成的角度）
若火车的实际速度低于限定速度，所需的向心力减小，则内轨对火车内轮轮缘产生弹力，即内轮轮缘对铁轨的内轨产生压力。
17．(1) ；(2)
【详解】
(1)绳子放开后，球沿切线方向飞出，做匀速直线运动，如图
由几何关系，位移为
小球做匀速直线运动的速度v=rω，可知从绳子放松到拉直这段过程经历的时间
(2)小球沿圆弧切线方向飞出后，到达另一轨道时，绳子突然张紧，将速度沿切线方向和半径方向正交分解，沿半径方向的分速度突然减为零，以切线方向的分速度绕此轨道匀速圆周运动，如图
由几何关系得到
根据牛顿第二定律得