2.4离心现象及其应用 课时练（Word版含答案）

2.4离心现象及其应用 课时练（解析版）
一、选择题
1．假设地球吸引月球的万有引力突然消失，则月球将（　　）
A．落到地球表面 B．沿月亮轨道的切线方向飞出
C．静止在地球上空某一点不动 D．沿地球和月亮的连线远离地球飞出
2．如图所示，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，关于小球运动情况的说法正确的是（　　）
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．若拉力突然变大，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运动
3．假设地球吸引月球的万有引力突然消失，则月球将（　　）
A．落到地球表面 B．沿月亮轨道的切线方向飞出
C．静止在地球上空某一点不动 D．沿地球和月亮的连线远离地球飞出
4．下列情景描述不符合物理实际的是（　　）
A．汽车通过拱形桥最高点时对桥面的压力小于汽车重力
B．火车轨道在弯道处设计成外轨高内轨低，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力和支持力的合力来提供
C．在绕地球做匀速圆周运动的航天器中的物体处于完全失重状态，悬浮在航天器内的液滴处于平衡状态
D．离心运动是可以利用的，洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉
5．下列属于离心现象的是（　　）
A．投篮球 B．投掷标枪
C．用洗衣机脱去湿衣服中的水 D．断开吊扇的电源开关时，吊扇转速变慢并逐渐停止下来
6．如图所示的圆周运动，下列说法不正确的是（　　）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
B．如图b，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用
C．如图c，水会从脱水筒甩出是因为水滴受到的向心力很大
D．如图d，在水平公路上行驶的汽车，车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力
7．如图所示，在光滑的水平面上一个物体在一个水平力的作用下，沿曲线由向运动，当到点时，突然去掉水平力，则物体在去掉水平力后的运动，将是虚线中的：（　　）
A．沿曲线运动 B．沿切线运动
C．沿曲线运动 D．立即停止运动
8．下列说法中正确的是（　　）
A．日常生活中遇到的离心运动都是有危害的，要防止任何离心运动的发生
B．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的
C．汽车以一定的速率通过拱桥，在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力
D．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
9．如图，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外侧
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，弯道的坡度应适当增大
10． 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，汽车处于失重状态
B．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帮助火车转弯
C．“水流星”转动过程中，在最高点处水碗的最小速度为（R为圆周运动半径）
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，水从而沿切线方向甩出
11．下列现象中，与离心运动无关的是（　　）
A．将温度计中的水银甩回到顶部水银泡中
B．拔掉风扇电源，扇叶仍继续转
C．洗衣机脱水桶旋转，衣服紧贴在桶壁上
D．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球
12．关于离心运动现象下列说法正确的是　　
A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B．离心运动就是物体沿着半径方向飞出的运动
C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，它将沿切线方向做匀速直线运动
D．离心运动是物体本身的惯性引起的
13．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
14．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
二、解答题
15．如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC 和BC 的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时，，。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，求：
(1)哪根绳最先被拉断，被拉断时的线速度v1；
(2)另一根绳被拉断时的速度v2。（已知，，）
16．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．B
【详解】
做圆周运动的物体如果吸引力突然消失，物体的运动状态将不再发生变化，即要保持力刚消失时的速度大小和方向。即沿引力消失瞬间的切线方向飞出，做匀速直线运动。
故选B。
2．A
【详解】
A．在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线Pa方向做匀速直线运动，故A正确；
BD．当向心力减小时，将沿Pb轨道做离心运动，故BD错误；
C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pc做近心运动；故C错误；
故选A。
3．B
【详解】
做圆周运动的物体如果吸引力突然消失，物体的运动状态将不再发生变化，即要保持力刚消失时的速度大小和方向。即沿引力消失瞬间的切线方向飞出，做匀速直线运动。
故选B。
4．C
【详解】
A．在拱桥最高点，汽车的重力和支持力的合力提供向心力，所以支持力小于重力。A正确，不符合题意；
B．火车轨道在弯道处设计成外轨高内轨低，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力和支持力的合力来提供，避免火车侧向挤压轨道，造成脱轨事故。B正确，不符合题意；
C．悬浮在航天器内的液滴处于完全失重状态，其重力提供向心力。C错误，符合题意；
D．离心运动是可以利用的，洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉。D正确，不符合题意。
故选C。
5．C
【详解】
AB．投篮球和投掷标枪属于斜抛运动，A错误，B错误；
C．脱水桶高速转动时，需要的向心力的大小大于水和衣服之间的附着力，水做离心运动被从衣服上甩掉，属于离心现象，C正确；
D．断开吊扇的电源开关时，由于阻力的作用，吊扇转速变慢并逐渐停止下来，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时，具有向下的加速度，所以处于失重状态，A正确，不符合题意；
B．如图b，火车转弯大于规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足提供向心力时，外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用，B正确，不符合题意；
C．如图c，是洗衣机的脱水筒，当水滴在衣物上的附着力不足以提供向心力时，水滴做离心运动而离开衣物，水会从脱水筒甩出，C错误，符合题意；
D．如图d，在水平公路上行驶的汽车，竖直方向的重力与支持力平衡，所以由车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力，D正确，不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】
突然去掉水平力，则物体在去掉水平力后将沿着轨迹的切线方向运动，即沿着切线运动。故选B。
8．C
【详解】
A．日常生活中遇到的离心运动并不都是有危害的，如洗衣机的脱水，无缝钢管的铸造等都是利用离心运动的例子，故A错误；
B．在匀速圆周运动中，向心加速度的方向是不断变化的，所以不是恒定的，B错误；
C．汽车以一定的速率通过拱桥的最高点时，汽车受到的重力与支持力的合力提供向心力，由于合力的方向向下，结合牛顿第三定律可知，在最高点时汽车对桥的压力小于汽车的重力，C正确；
D．地球附近的任何物体都要受到重力作用，所以当“水流星”通过最高点时，即便其处于完全失重状态，也要受重力作用，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧，所以A错误；
B．根据 可知，弯道半径越大，火车所需向心力越小，所以B错误；
C．火车的速度若大于规定速度，火车将做离心运动，所以C错误；
D．根据向心力的来源可知
则火车若要提速行驶，弯道的坡度应适当增大，所以D正确；
故选D。
10．C
【详解】
A．汽车通过凹形桥的最低点时，具有向上的加速度（向心加速度），处于超重状态，故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恰好提供向心力，从而减轻轮缘对外轨或内轨的挤压，故B错误；
C．“水流星”转动过程中，在最高点处水碗的最小速度由
可得最小速度为
故C正确；
D．脱水桶的脱水原理是：当水滴需要的向心力较大，而衣服对它的粘附力不足以提供向心力时，水滴做离心运动，从而从切线方向甩出，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
拔掉风扇电源，扇叶仍在转动是由于惯性，与离心现象无关，A、C、D三种情况都是因为外力不足以提供向心力而做远离圆心的离心运动，故B正确，ACD错误。
故选B。
12．CD
【分析】
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．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，做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线做直线运动．
【详解】
A项：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，故A错误；
B项：离心运动的物体运动方向不是沿半径方向，而是与半径垂直或与沿半径指向圆心的方向成钝角，故B错误；
C项：惯性：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做匀速直线运动，故C、D正确．
【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，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．
13．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。
14．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．
15．(1)BC先断，；(2)
【详解】
(1)当绳子拉直时，线速度再增大时，不变，而增大，所以BC绳先断，当时，根据向心力公式得
解得
(2)当BC线断后，小球线速度继续增大，当时，AC也断。设此时AC线与竖直方向夹角，则有
代入数据解得
，
16．(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