3.4离心现象及其应用 课时提升练（word解析版）

3.4离心现象及其应用 课时提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，物体放在圆台上，圆台绕竖直轴匀速转动，物体相对圆台静止。下列说法正确的是（　　）
A．物体受到四个力的作用
B．物体所受摩擦力的方向与速度方向相反
C．物体所受的合力是恒力
D．当圆台转速增加时，物体可能做离心运动
2．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发生相对滑动，则（　　）
A．衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力和向心力的作用
B．脱水筒匀速转动的角速度越大，筒壁对衣服的摩擦力也越大
C．当衣服对水滴的附着力不足以提供水滴需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动
D．增大脱水筒的转动周期，脱水效果会更好
3．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
4．下列说法正确的是（　　）
A．两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动一定为曲线运动
B．做圆周运动的物体所受合外力突然消失时，物体将沿圆周的半径方向飞出
C．平抛运动是匀变速曲线运动
D．做圆周运动的物体所受合力一定指向圆心
5．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
6．“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
7．下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（ ）
A．链球运动是依靠链球受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
B．体操运动员做单杠大回环通过最高点时，若运动员处于完全失重状态，则不受重力作用
C．汽车在转弯时要减速，目的是减小静摩擦力，避免车辆发生侧滑
D．黄河浮桥在水位下降时中心下沉成“凹”形，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力大于汽车的重力
8．下列哪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
9．小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动，绳子拉力F提供向心力，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况说法正确的是（　　）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pc作近心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa作离心运动
C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb作离心运动
D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb作离心运动
10．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
11．关于如图所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（　　）
A．图甲：轻质细绳一端系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，对桥面的压力越大
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：洗衣机脱水过程中，吸附在衣服上的水所受合力大于所需向心力
12．如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动，则（　　）
A．衣服随圆桶做圆周运动的向心力由静摩擦力提供
B．圆桶转速增大，衣服对桶壁的压力减小
C．圆桶转速足够大时，衣服上的水滴将做离心运动
D．圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力也增大
13．如图所示，一长为L的轻质细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方处固定一个光滑的钉子，小球从A点摆下，下列说法正确的是（　　）
A．小球运动过程中未碰到钉子前所受的合外力就是向心力
B．碰到钉子前后瞬间小球做圆周运动的角速度之比为
C．碰到钉子前后瞬间绳对小球的拉力之比为
D．碰到钉子前后瞬间小球所受合外力之比为
14．下列现象中，能用离心现象解释的是　　
A．拍掉衣服表面的灰尘
B．洗衣机的脱水筒把衣服上的水脱干
C．用手把温度计中的水银柱甩回玻璃泡内
D．匀速直线运动的公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒
15．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
二、解答题
16．一把打开的雨伞半径为r，伞边缘距水平地面的距离为h。当该雨伞绕伞柄以角速度ω水平旋转时，雨点自边缘甩出下落，在地面上形成一个大圆圈。已知重力加速度为g。试求这个大圆圈的半径。
17．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
参考答案
1．D
【详解】
A．物体相对圆台静止一起转动，则物体受到自身重力，圆台的支持力、静摩擦力三个力的作用，故A错误；
B．物体所受摩擦力提供物体随圆台一起转动所需的向心力，其方向总是指向圆心，与速度方向垂直，故B错误；
C．物体随圆台一起做匀速圆周运动，根据匀速圆周运动的特点可知，物体所受的合力大小不变，方向总是指向圆心，所以是变力，故C错误；
D．当圆台转速增加时，若物体所受的最大静摩擦力不足以提供物体随圆台一起做匀速圆周运动所需向心力时，物体将做离心运动，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力的作用，向心力是三个力的合力，选项A错误；
B．竖直方向衣服的重力和摩擦力平衡，则筒壁对衣服的摩擦力等于衣服的重力，则当脱水筒匀速转动的角速度增大时，筒壁对衣服的摩擦力不变，选项B错误；
C．当衣服对水滴的附着力不足以提供水滴需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，选项C正确；
D．增大脱水筒的转动周期，则转速减小，则脱水效果变差，选项D错误。
故选C。
3．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。
4．C
【详解】
A．如果两直线运动的合初速度与合加速度共线，则合运动是直线运动。A错误；
B．做圆周运动的物体所受合外力突然消失时，物体将沿圆周的切线方向飞出。B错误；
C．平抛运动仅受重力，并且初速度与重力垂直，所以是匀变速曲线运动。C正确；
D．做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心，如果物体的速度大小变化时，其切线方向也有力，所以其合力不再指向圆心。D错误。
故选C。
5．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。
6．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。
7．D
【详解】
A．链球运动是因为链球所需要得向心力大于它所受到得合力，做离心运动，从而沿切线方向甩出，A错误；
B．体操运动员做单杠大回环通过最高点时，若运动员处于完全失重状态，是重力提供向心力，不受单杠的作用力，B错误；
C．汽车在转弯时要减速，目的是减小所需的向心力，避免车辆发生侧滑，C错误；
D．黄河浮桥在水位下降时中心下沉成“凹”形，汽车通过凹形桥的最低点时，车所需向心力向上，即桥对车的弹力大于车的重力，所以车对桥的压力大于汽车的重力，D正确。
故选D。
8．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。
9．D
【详解】
A．若拉力突然消失，小球做离心运动，因为不受力，将沿轨迹Pa作离心运动，所以A错误；
BD．若拉力突然变小，拉力不足够提供向心力，小球将做半径变大的离心运动，将沿轨迹Pb作离心运动，所以B错误；D正确；
C．若拉力突然变大，拉力大于向心力，小球将做半径变小的向心运动，将沿轨迹Pc作近心运动，所以C错误；
故选D。
10．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。
11．A
【详解】
A．因为轻质细绳一端系一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力必须不为零，否则小球不能够做圆周运动，A正确；
B．汽车过拱桥，在最高点，根据牛顿第二定律得
解得
汽车过凸形桥最高点时速度越大，对桥面的压力越小，B错误；
C．火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，设倾角为 ，则
解得
当火车的质量改变时，规定的行驶速度不变 ，C错误；
D．吸附在衣服上的水所受合力大于所需的向心力时，水仍能随衣物一起做匀速圆周运动；要使水做离心运动，应让吸附在衣服上的水所受合力小于所需要的向心力，D错误。
故选A。
12．C
【详解】
A．衣服随圆桶做圆周运动的向心力由圆筒对衣服的支持力提供，选项A错误；
B．根据
可知，圆桶转速增大，衣服对桶壁的压力增大，选项B错误；
C．圆桶转速足够大时，衣服上的水滴的附着力不足以提供做圆周运动的向心力，则将做离心运动，选项C正确；
D．竖直方向衣服所受的摩擦力与重力平衡，则圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力不变，选项D错误。
选C。
13．BD
【详解】
A．小球运动过程中未碰到钉子前做加速圆周运动，其所受合外力沿绳子方向的分力才是向心力，故A错误；
B．碰到钉子前的瞬间，设小球的线速度为，则此时的角速度为
碰到钉子后的瞬间，线速度的大小没有变，运动半径变为，此时的角速度为
所以，故B正确；
C．绳子的拉力，所以拉力之比为
故C错误；
D．碰到钉子前后瞬间小球所受合外力为
所以合外力之比为
故D正确。
故选BD。
14．BC
【详解】
拍掉衣服表面的灰尘利用的是惯性，选项A错误；洗衣机的脱水筒把衣服上的水脱干，利用的是离心现象，选项B正确；用手把温度计中的水银柱甩回玻璃泡内，利用的是离心作用，选项C正确；匀速直线运动的公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒是惯性现象，选项D错误；故选BC.
15．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。
16．
【详解】
伞做圆周运动，边缘处的线速度大小
即雨点甩出时的初速度为v，雨点甩出后做平抛运动，设运动时间为t，则有
水平方向上雨点的射程为
根据几何关系，得地面上形成大圆圈的半径为
17．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．