3.3离心现象-课后练习

3.3离心现象
一、选择题（共15题）
1．下列现象中，与离心现象无关的是 ( )
A．汽车启动时，乘客向后倾斜 B．旋转雨伞甩掉伞上的水滴
C．用洗衣机脱去湿衣服中的水 D．运动员将链球旋转后掷出
2．下列事例利用了离心现象的是
A．自行车赛道倾斜
B．汽车减速转弯
C．汽车上坡前加速
D．拖把利用旋转脱水
3．下列现象中，与离心运动无关的是（　　）
A．汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩
B．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球
C．洗衣服脱水桶旋转，衣服紧贴在桶壁上
D．汽车启动时，乘客向后倒
4．洗衣机是现代家庭常见的电器设备．它的脱水原理是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的，下列有关说法中错误的是(　　　)
A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B．加快脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好
C．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好
D．水能从桶中甩出是因为水滴需要的向心力太大的缘故
5．一个正在做曲线运动的物体，当所受的所有外力都消失时，它将（ ）
A．仍做曲线运动 B．做减速直线运动，直到停止
C．做匀速直线运动 D．以上各种情况都有可能
6．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．离心运动是物体本身具有的惯性引起的
D．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，它将做离心运动，沿着运动轨迹的切线方向做匀加速直线运动
7．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
8．雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手摇脚踏板，使后轮匀速转动，泥巴就被甩下来。如图所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则（　　）
A．泥巴在图中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度
B．泥巴在图中的b、c位置时最容易被甩下来
C．泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来
D．泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来
9．下列说法正确的是（　　）
A．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大
B．洗衣机脱水时附着在衣物上的水被甩掉是因为受到离心力的作用
C．匀速圆周运动是非匀变速曲线运动
D．竖直上抛运动具有对称性，上升阶段和下落阶段加速度大小相等，方向相反
10．下列说法中正确的是（ ）
A．物体做离心运动时，将离圆心越来越远
B．物体做离心运动时，其运动轨迹是半径逐渐增大的圆
C．做离心运动的物体，一定不受到外力的作用
D．做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动
11．如图所示，为在竖直平面内的金属半圆环，为其水平直径，为固定的直金属棒，在金属棒上和半圆环的部分分别套着两个完全相同的小球M、N（视为质点），B固定在半圆环的最低点。现让半圆环绕对称轴以角速度匀速转动，两小球与半圆环恰好保持相对静止。已知半圆环的半径，金属棒和半圆环均光滑，取重力加速度大小，下列选项正确的是（　　）
A．N、M两小球做圆周运动的线速度大小之比为=1：
B．N、M两小球做圆周运动的线速度大小之比为=1：
C．若稍微增大半圆环的角速度，小环M稍许靠近B点，小环N将稍微靠近C点
D．若稍微增大半圆环的角速度，小环M稍许靠近A点，小环N将稍许靠近B点
12．如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．A对B的摩擦力指向圆心
B．B运动所需的向心力大于A运动所需的向心力
C．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
D．若逐渐增大圆盘的转速（A、B两物块仍相对盘静止），盘对B的摩擦力始终指向圆心且不断增大
13．下列现象是为了防止物体产生离心运动的有
A．汽车转弯时要限制速度 B．在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨
C．洗衣机脱水时高速旋转 D．离心水泵工作时
14．下列描述中，与离心现象有关的有：
A．火车在拐弯处设置限速标志
B．汽车急刹车时，乘客身体向前倾斜
C．电梯突然加速上升时，会出现短暂头晕或身体不适
D．用洗衣机脱去湿衣服中的水
15．如图所示为家用洗衣机的脱水桶，当它高速旋转时，能把衣物甩干．根据我们所学的知识，叙述不正确的是（　　）
A．脱水桶高速运转时，水受到与运动方向一致的合外力作用飞离衣物
B．脱水桶高速运转时，衣物上的水受到的合外力不足以充当向心力，所以水滴做离心运动，通过小孔，飞离脱水桶
C．通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物集中堆放在桶的中央
D．脱水桶高速运转时，衣物上的水受到离心力作用
二、填空题
16．海尔全自动洗衣机技术参数如下表，估算脱水桶正常工作时衣服所具有的向心加速度______，脱水桶能使衣服脱水是物理中的______现象．
海尔波轮洗衣机主要技术参数
电源：220V50Hz 脱水方式：离心式
洗涤功率：330W 脱水功率：280W 洗涤转速：40转分 脱水转速：900转分
尺寸长宽高 内桶直径深度
17．在做圆周运动时，由于合外力提供的向心力消失或不足，以致物体沿圆周运动的______方向飞出或______圆心而去的运动叫做离心运动。
18．汽车在水平路面上转弯时，所需要的向心力由_____提供．转弯时如果速度过大，会出现_____现象．
三、综合题
19．用手甩温度计时水银柱受到的力不够圆周运动所需的向心力．请通过受力分析对这个现象进行解释．
20．如图所示，长为l=0.75 m的轻绳一端固定，另一端系有质量为m=0.25 kg的小物块，在竖直平面内做圆周运动，当运动到最低点时，绳突然断掉，恰好落在传动带左端，落至传送带后物块速度瞬间变为0，同时传送带开始以v0=4 m/s向右传动，物块最后从右端水平飞出时恰能与传送带共速。已知此时离传送带高度为h=1.25 m，水平距离为s=1.5 m（如图），物块与传送带动摩擦因数为，传送轮半径R=0.4 m，重力加速度为g=10 m/s2，忽略空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小v和轻绳能承受的最大拉力多大？
（2）求传送带长度L。
21．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
22．如图所示，游乐场的“魔盘”机动游戏受到游玩者的喜爱，试分析：“魔盘”转动起来后，转盘里的人将怎样运动？当转速不断增大时，坐在盘边上的人会有什么感觉？为什么？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
汽车启动时，乘客向后倾斜是因为惯性；旋转雨伞甩掉伞上的水滴、用洗衣机脱去湿衣服中的水、运动员将链球旋转后掷出是离心运动现象。
故选A。
2．D
【详解】
A．自行车赛道倾斜，就是应用了支持力与重力的合力提供向心力，防止产生离心运动，故A错误；
B．因为
所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故B错误；
C．汽车上坡前加速，与离心运动无关，故C错误；
D．拖把利用旋转脱水，就是利用离心运动，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩，是离心作用，选项A错误；
B．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球，这也是离心作用，选项B错误；
C．洗衣服脱水桶旋转，衣服紧贴在桶壁上，也是离心作用，选项C错误；
D．汽车启动时，乘客向后倒，这是惯性，不是离心作用，选项D正确。
故选D。
4．C
【详解】
脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁．故A正确．F=ma=mω2R，ω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B正确．中心的衣服，R比较小，角速度ω一样，所以向心力小，脱水效果差．故C错误．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D正确．本题选不正确的，故选C．
5．C
【详解】
试题分析：物体正在做曲线运动，这说明了物体是运动的；某时刻“突然外力同时消失”，说明该物体将不受任何外力作用．由牛顿第一定律可知，原来运动的物体，不受任何外力作用时总保持匀速直线运动而永远运动下去．因此选项C正确，ABD错误．
6．C
【详解】
A、 离心运动并不是物体受到离心力的作用，而是提供的向心力突然消失或者不足，故A错误；
BD、若向心力突然消失，物体将做匀速直线运动，离心运动的物体运动方向不是沿半径方向，而是将沿这一位置的切线方向飞出，做匀速直线运动，故B、D错误；
C、离心运动的原因是提供的向心力小于需要的向心力或向心力突然消失，是物体的惯性的一种体现，故D正确；
故选C．
7．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。
8．C
【详解】
A．a、b、c、d共轴转动，角速度相等，半径也相等，根据公式a=rω2分析知它们的向心加速度大小都相等，故A错误；
BCD．泥块做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据F=mω2r知，泥块在车轮上每一个位置的向心力相等，当提供的合力小于向心力时做离心运动，所以能提供的合力越小越容易飞出去，最低点，重力向下，附着力向上，合力等于附着力减重力，最高点，重力向下，附着力向下，合力为重力加附着力，在线速度竖直向上或向下时，合力等于附着力，所以在最低点c所需要的附着力最大，最容易飞出去，故C正确，BD错误。
故选C。
9．C
【详解】
A．汽车的惯性是由汽车的质量决定的，与汽车的运动状态无关，故A错误；
B．洗衣机脱水时附着在衣服上的水份被甩掉是因为衣服提供的向心力不满足所需要的向心力，做离心运动，故B错误；
C．匀速圆周运动中加速度大小始终不变，而加速度方向始终在改变，即时刻指向圆心，与当前瞬时速度方向垂直，所以匀速圆周运动是非匀变速曲线运动，故C正确；
D．竖直上抛运动上升阶段和下落阶段加速度方向都竖直向下，方向相同，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A.离心运动指离圆心越来越远的运动，A正确；
B.物体做离心运动时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线，但不是圆，B错误；
CD.当物体的合外力突然为零或小于向心力时，物体做离心运动；当合外力大于向心力时，物体做近心运动，CD错误。
故选A。
11．C
【详解】
AB．M点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以
所以
同理，N点的小球受到重力和圆环的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，设ON与竖直方向之间的夹角为
又
联立得
所以
故AB错误；
CD．在N点做元的切线，切线与水平面的夹角为，当半圆环绕竖直对称轴以角速度做匀速转动时，对小环N，外界提供的向心力等于，由牛顿第二定律得
当角速度增大时，小环所需要的向心力增大，而外界提供的向心力不变，造成外界提供的向心力不够提供小环N所需要的向心力，则增大，小环将做离心运动，最终小环N将稍许靠近C点。
对于M环，由牛顿第二定律得
当稍微增大时，减小， M将稍微靠近B点。选项C正确，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．两物体随圆盘转动，都有沿半径向外的滑动趋势，受力分析如图
则所受静摩擦力均沿半径指向圆心，由牛顿第三定理可知A对B的静摩擦力沿半径向外，故A错误；
B．两物体随圆盘转动，角速度相同为，运动半径为，则两物体转动所需的向心力均为，即B运动所需的向心力等于A运动所需的向心力，故B错误；
C．对整体由牛顿第二定律可知
对A由牛顿第二定律得
则盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故C正确；
D．在增大圆盘转速的瞬间，两物体有沿半径向外的趋势和沿切线向后的趋势，则此时静摩擦力方向在径向和切向之间，与线速度成锐角，径向分力继续提供向心力，切向分力提供切向加速度使线速度增大，从而保证滑块继续跟着圆盘转动，而物体随转盘一起转时静摩擦力又恢复成沿半径方向提供向心力，故增大圆盘转速，盘对B的摩擦力大小不断增大，但方向不是始终指向圆心，故D错误。
故选C。
13．AB
【详解】
汽车转弯时要限制车速是为了防止车速过快时，离心力大于轮胎与地面的摩擦力即产生侧滑，因此汽车转弯时要限定速度，故A正确；在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨，目的是由重力的分力提供一部分向心力，弥足向心力不足，故B正确；洗衣机脱水时高速旋转是利用离心作用将水甩干，选项C错误；离心水泵工作时，是利用离心作用将液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，是利用的离心运动，故D错误．故选AB．
14．AD
【详解】
A、汽车转弯，乘客感觉往外甩，是乘客由于惯性总是想沿着切线的方向运动，是离心现象，故A项正确；
B、乘客由于惯性向前倾，没做圆周运动，不是离心现象，故B错误；
C、C. 电梯突然加速上升时，会出现短暂头晕或身体不适，是超重现象，故C错误；
D、衣服上的水由于惯性总是想沿着切线的方向运动，是离心现象，故D正确；
故选AD．
15．ACD
【详解】
水滴的附着力是一定的，根据F=ma=mω2R，ω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A错误，B正确；衣服做圆周运动，有沿着切向飞出的趋势，故被“甩”至筒壁，因此通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物成螺旋状排列，主要集中在桶壁附近，故C错误；水做离心现象是由于受到的指向圆心的力的作用小于需要的向心力的原因，不能说水受到离心力的作用．故D错误；此题选择不正确的选项，故选ACD．
16． 1775 离心
【详解】
脱水桶的转速n=900r/min=15r/s，可知周期，向心加速度．
脱水桶能使衣服脱水是物理中的离心现象．
17． 切线 远离
【详解】
在做圆周运动时，由于合外力提供的向心力消失或不足，以致物体沿圆周运动的切线方向飞出或远离圆心而去的运动叫做离心运动
18． 静摩擦力 离心
【详解】
汽车在水平路面上转弯时所需的向心力是由静摩擦力提供，如果速度过大，所需要的向心力就大，静摩擦力不足以提供向心力则出现离心现象。
19．做匀速圆周运动的物体需要向心力，而向心力总是由它受到的所有的力沿半径方向的合力来提供，现在提供的向心力不足以需要的向心力时，那么物体将做离心运动，从而回到玻璃泡中．
【详解】
做匀速圆周运动的物体需要向心力，而向心力总是由它受到的所有的力沿半径方向的合力来提供，现在提供的向心力不足以需要的向心力时，那么物体将做离心运动，从而回到玻璃泡中．
20．（1）v=3 m/s，F=5.5 N；（2）L=4 m
【详解】
（1）设绳断后小物块做平抛运动的时间为t，竖直方向上
水平方向上
联立并代入数据解得v=3m/s；根据牛顿第二定律
代入数据解得F=5.5 N
（2）根据牛顿第二定律可得物块的加速度为
根据题意可知物块一直匀加速到达右端，根据速度位移公式
代入数据解得L=4 m。
21．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。
22．当“魔盘”转动时，人有沿着半径向外滑动的趋势，此时转盘里的人受重力、支持力、摩擦力作用，摩擦力提供向心力；当转速不断增大时，最大静摩擦力
人沿半径向外滑，有离心运动的感觉，坐在盘边的人后背贴在转盘壁上，感觉到转盘壁的挤压，转盘壁的弹力充当向心力。
答案第1页，共2页