2.4离心现象及其应用 课时检测（Word版含答案）

2.4离心现象及其应用 课时检测（解析版）
一、选择题
1．“S”路曲线行驶是我国驾驶证考试中的一项科目，某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S 路”上减速行驶时（ ）
A．两名学员的线速度相等
B．坐在驾驶座上的学员容易被甩出去
C．坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大
D．汽车对学员的作用力大于学员所受的重力
2．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．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
B．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
C．宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的飞行器中处于完全失重状态，不受重力作用
D．洗衣机脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，故沿切线方向甩出
3．某个物体做匀速圆周运动时，下列有关说法正确的是（　　）
A．如果物体受到的合力大小不变，则物体一定不会做远离圆心的运动
B．如果物体受到的合力大小不变，则物体一定不会做靠近圆心的运动
C．如果物体做远离圆心的运动，则物体受到的合力一定不足以提供所需的向心力
D．如果物体做远离圆心的运动，则物体受到的合力一定大于所需的向心力
4．下列关于离心运动的叙述中不正确的是（　　）
A．离心运动是由于合力不足以提供向心力而引起的
B．离心运动的轨迹一定是直线
C．洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的
D．汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故
5．如图所示，一辆质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力大小为，当汽车以的速度经过半径为的水平弯道时（　　）
A．汽车所需的向心力大小为 B．汽车所需的向心力大小为
C．汽车会发生侧滑 D．汽车的向心加速度大小为
6．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
7．如图所示，水平地面上放置一滚筒洗衣机，滚筒的内径为40cm，滚筒壁上有漏水孔；洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。某次脱水过程中毛毯紧贴筒壁，与滚筒一起做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．毛毯在滚筒最高点的速度约为2m/s
B．毛毯在滚筒最高点时处于超重状态
C．毛毯上的水在滚筒最低点时更容易被甩出
D．毛毯上的水因为受到的向心力太大而被甩出
8．如图所示，一个大小可忽略，质量为的模型飞机，在距水平地面高为的水平面内以大小为的线速度绕圆心做半径为的匀速圆周运动，为圆心在水平地面上的投影点。某时刻有一小螺丝掉离飞机，不计空气对小螺丝的阻力，取。下列说法正确的是（　　）
A．模型飞机做匀速圆周运动时空气对其的作用力大小为
B．小螺丝在空中的运动时间为
C．小螺丝的着地点到的距离为
D．小螺丝着地时的速度大小为
9．关于如图所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（　　）
A．图甲：轻质细杆一端固定一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力不可能为零
B．图乙：汽车过凸形桥最高点时速度越大，对桥面的压力越小
C．图丙：铁路弯道处的外轨会略高于内轨，当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变
D．图丁：洗衣机脱水筒从静止开始到完成脱水的过中，衣服始终做离心运动
10．如图是洗衣机的脱水桶，在甩干衣服时，脱水桶绕竖直轴转动速度慢慢变快，高速转动时衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动，则 （　　）
A．脱水桶转动速度较慢时，衣服上的水会做近心运动
B．脱水桶转动速度较快时，衣服上的水会做离心运动
C．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由衣服所受摩擦力提供
D．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由桶壁对衣服的弹力提供
11．下列四幅图中，相对应的说法正确的有（　　）
A．图甲可以证明平抛的竖直分运动是自由落体运动
B．图乙中离心机高速旋转，可以从血液中分离出血浆和红细胞
C．图丙运动员要想射中靶心，必须将箭延水平方向瞄准靶心射出
D．图丁中垫起的排球在最高点瞬间的速度、加速度均为零
12．如图，在竖直平面内固定半径为r的光滑半圆轨道，小球以水平速度v0从轨道外侧面的A点出发沿圆轨道运动，至B点时脱离轨道，最终落在水平面上的C点，不计空气阻力、下列说法正确的是（ ）
A．从A到B过程，小球沿圆切线方向加速度逐渐增大
B．从A到B过程，小球的向心力逐渐增大
C．从B到C过程，小球做变加速曲线运动
D．若从A点静止下滑，小球能沿圆轨道滑到地面
二、解答题
13．你坐过游乐场中的离心机吗 试分析，当离心机转动起来后，转盘里的人将怎样运动 他们会有什么感觉 当转速不断增大时，贴在筒壁上的人会有什么感觉 为什么
14．图表示一位同学用绳子系着一个软木塞，让它在竖直平面内做圆周运动。若在软木塞运动至最高点或最低点时突然松手，软木塞将怎样运动？
参考答案
1．D
【详解】
A．两名学员的线速度大小和方向均不相同，故A错误；
B．坐在副驾驶座上的学员由于运动的圆周轨迹半径更大，因此在角速度相同的前提下，所受的向心加速度更大，更容易被甩出去，故B错误；
C．学员质量未知，无法比较受到汽车的作用力大小，故C错误；
D．汽车对学员的作用力竖直分力等于学员所受的重力，水平分力提供合力，故大于重力，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按照规定速度转弯时，有重力和支持力提供向心力，从而减轻轮缘与外轨的挤压，A正确；
B．汽车通过凹形桥的最低点时，有向上的向心加速度，汽车超重，车对桥的压力大于汽车的重力，B错误；
C．宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的飞行器中处于完全失重状态，仍然受重力作用，C错误；
D．洗衣机脱水原理是水滴受到的合力小于所需的向心力，故沿切线方向甩出，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
AB．如果物体受到的合力大小不变，大于所需向心力，则做靠近圆心的运动，小于所需向心力，则做远离圆心的运动，故AB错误；
CD．如果物体做远离圆心的运动，则物体受到的合力一定不足以提供所需的向心力，故C正确D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．离心运动是由于沿半径方向的合力完全消失或不足以提供向心力而引起的，故A正确，不符合题意；
B．合力消失时，物体的离心运动是匀速直线运动，合力不为零但不足以提供向心力时，运动轨迹时曲线，故B错误，符合题意；
C．洗衣机的脱水筒高速转动时，水受到的附着力不足以提供向心力，水做离心运动，所以脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的，故C正确，不符合题意；
D．汽车转弯时速度过大，最大静摩擦力不足以提供向心力，汽车做离心运动，会因离心运动造成交通事故，故D正确，不符合题意。
故选B。
【点睛】
5．D
【详解】
汽车所需的向心力大小为
所以汽车不会发生侧滑；汽车的向心加速度大小为
故选D。
6．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。
7．C
【详解】
A．毛毯恰好能过最高点时，重力恰好能够提供向心力
代入数据解得速度为
但脱水时线速度远大于，选项A错误；
B．毛毯在滚筒最高点时加速度指向圆心，即加速度竖直向下，处于失重状态，选项B错误；
C．根据牛顿第二定律，在最低点
在最高点
则
说明水在最低点需要更大的支持力，如果水的附着力不够，就容易被甩出，选项C正确；
D．毛毯上的水是因为和毛毯之间的附着力不足以提供向心力而被甩出，选项D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．模型飞机受重力和空气对其的作用力，两力的合力沿半径指向圆心，合力大小为
所以空气对其作用力的大小为
A正确；
B．小螺丝做平抛运动，运动时间
B错误；
C．小螺丝做平抛运动的水平位移为
所以到的距离为
C错误；
D．落地时水平方向的速度为10 m/s，竖直方向的速度为20 m/s。所以落地时的速度大小为，D错误。
故选A。
9．B
【详解】
A．轻质细杆可以提供支持力和拉力，所以在最高点合力可以为零，A错误；
B．汽车在最高点
知
根据牛顿第三定律，压力为
高点时速度越大，对桥面的压力越小，B正确；
C．设倾角为 ，根据
解得
当火车的质量改变时，规定的行驶速度不改变，C错误；
D．洗衣机脱水筒从静止开始到完成脱水的过程中，衣服开始做离心运动，在脱水过程中，衣服随筒做圆周运动，不再做离心运动，脱水完成后，落到筒底，D错误。
故选B。
10．BD
【详解】
A．脱水桶转动速度较慢时，衣服上的水会随衣服做圆周运动，选项A错误；
B．脱水桶转动速度较快时，衣服上的水的附着力不能提供做圆周运动的向心力时会做离心运动，选项B正确；
CD．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由筒壁对衣服的弹力提供，竖直方向摩擦力与重力平衡，选项C错误，D正确。
故选BD。
11．AB
【详解】
A．图甲中观察到两个小球同时落地，说明右边做平抛运动的小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动，故A正确；
B．图乙中，因为血浆和红细胞的密度不一样，二者在做离心运动时，可以分离，故B正确；
C．箭射出后因为重力原因将做平抛运动，所以瞄准靶心射出后，将从靶心下面某一位置射出，故C错误；
D．垫出的排球将做竖直上拋运动，在最高点时，排球的速度为零，但是加速度为重力加速度g，故D错误。
故选AB。
12．AB
【详解】
设重力mg与半径的夹角为，对圆弧上的小球受力分析，如图所示
A．建立沿径向和切向的直角坐标系，沿切向由牛顿第二定律有
因夹角逐渐增大，增大，则小球沿圆切线方向加速度逐渐增大，故A正确；
B．从A到B过程小球加速运动，线速度逐渐增大，由向心力可知，小球的向心力逐渐增大，故B正确；
C．从B到C过程已离开圆弧，在空中只受重力，则加速度恒为g，做匀变速曲线运动（斜下抛运动），故C错误；
D．若从A点静止下滑，当下滑到某一位置时斜面的支持力等于零，此时小球会离开圆弧做斜下抛运动而不会沿圆轨道滑到地面，故D错误。
故选AB。
13．离心运动．站不住会向外侧运动，筒壁挤压，筒壁的弹力充当向心力
【详解】
人坐在离心机上受力分析可知，重力mg等于支持力
当离心机转动后，人有沿着半径向外的趋势，受静摩擦力提供向心列，即，
故转动加快后，人站不住会向外侧运动,当时，有离心运动的感觉．
当转动加快后贴在筒壁上后，筒壁挤压，筒壁的弹力充当向心力.
【点睛】本题研究了匀速圆周运动、向心运动、离心运动、匀速直线运动等各种运动的条件，以及各种运动的转换．
14．软木塞将做平抛运动
【详解】
软木塞在最高点或最低点有水平速度，若此时松手，软木塞只受重力，所以做平抛运动。