3.3离心现象 自主提升过关练(Word版含答案)

3.3离心现象 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行时会发光，一种气嘴灯的感应装置结构如图所示，一重物套在光滑杆上，重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　）
A．感应装置的原理是利用离心现象
B．安装气嘴灯时，应使感应装置A端比B端更靠近气嘴
C．要在较低的转速时发光，可以减小重物质量
D．车速从零缓慢增加，气嘴灯转至最高点时先亮
2．平昌冬奥会中武大靖短道500米破世界纪录夺冠，创造了中国男队新历史。如图所示，在过弯时刻，下列说法正确的是（　 　）
A．运动员处于平衡状态
B．冰面对运动员作用力竖直向上
C．冰面对运动员的支持力和重力是一对作用力和反作用力
D．若增大速度，运动员可能做离心运动
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
5．下列说法正确的是（　　）
A．曲线运动可以是匀变速运动
B．合运动速度方向与合运动位移方向相同
C．做斜抛运动的物体抛出后一秒内速度的改变量要比落地前一秒内的小
D．汽车在水平路面转弯因速度过快导致飞出马路是因为受到指向马路外的离心力作用
6．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
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．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
9．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
10．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
11．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1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态
B．图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等
C．图3中在铁路的转弯处，设计为外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力帮助火车转弯
D．图4中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
12． 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
13．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
14．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，为了防止爆胎，车应低速驶过
B． 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压。如果行驶速度超过了设计速度时，车缘会挤压外轨
C． 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
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，从而沿切线方向甩出
15．下面说法中不正确的是（　　）
A．汽车转弯时要减速是为了防止离心现象的产生
B．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变
C．两个分运动是匀速直线运动，那么它们的合运动也一定是匀速直线运动
D．合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
二、解答题
16．如图所示是科技馆里一个挑战智力的玩具：一根两端封口、中央位置上下各开一个小口的透明长圆管，里面装有两个小球。如何使两个小球分别处于圆管的两端？
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
【解析】
A．感应装置的原理是利用离心现象，使两触点接触而点亮LED灯，故A正确；
B．由离心运动原理可知，B端在外侧，所以B端比A段更靠近气嘴，故B错误；
C．转速较小时，向心力较小，则可以增加重物质量或减小弹簧劲度系数，增大转动半径来增大弹力，从而使N点更容易与M点接触来发光，故C错误；
D．当车速缓慢增加时，风火轮转至最高点时，弹力最小，在最低点弹力最大，所以应在最低点先亮，故D错误。
2．D
【解析】
A．运动在过弯，必定由向心加速度，所以运动员不是平衡状态，故A错误；
B．冰面给运动员的作用力为支持力和摩擦力的合力，斜向上，故B错误；
C．冰面对运动员的支持力和重力是一对平衡力，故C错误；
D．运动员进入弯道，若速度过大，摩擦力不足以提供向心力，他就会做离心运动，故D正确。
故选D。
3．C
【解析】
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．C
【解析】
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。
5．A
【解析】
A．曲线运动可以是匀变速运动，例如平抛运动，选项A正确；
B．物体做曲线运动时，合运动速度方向与合运动位移方向不相同，选项B错误；
C．做斜抛运动的物体速度的变化量为
v=gt
则抛出后一秒内速度的改变量等于落地前一秒内的小速度变化量，选项C错误；
D．汽车在水平路面转弯因速度过快导致飞出马路是因为马路给汽车的摩擦力小于汽车所需要的向心力，选项D错误。
故选A。
6．D
【解析】
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。
7．D
【解析】
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．C
【解析】
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。
9．C
【解析】
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。
10．A
【解析】
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。
11．A
【解析】
A. 图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车的加速度向上，处于超重状态，A正确；
B. 图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力不相等，根据 ，B的圆周运动半径大，绳索的拉力大，B错误；
C. 图3中在铁路的转弯处，设计为外轨比内轨高，目的是在火车转弯时减小轮缘与外轨的侧压力，C错误；
D. 图4中脱水桶的脱水原理是水滴受到的合力不足时，水滴做离心运动，沿切线方向甩出，水滴根本不受离心力的作用，D错误。
故选A。
12．C
【解析】
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。
13．ACD
【解析】
【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．
14．AB
【解析】
A．汽车通过凹形桥的最低点时，桥面对汽车的支持力为
则为了防止爆胎，车应低速驶过，选项A正确；
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压。如果行驶速度超过了设计速度时，火车有向外做离心运动的趋势，则车缘会挤压外轨，选项B正确；
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，当速度为时只受重力，处于完全失重状态，选项C错误；
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力小于它所需要的向心力时，水滴做离心运动，从而沿切线方向甩出，选项D错误。
故选AB。
15．BD
【解析】
A．汽车转弯时若速度过大，需要的向心力就大，当合外力不足以提供向心力时物体做离心运动，所以汽车转弯时要限制速度是为了防止汽车做离心运动，故A正确，不符合题意；
B．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小可以不改变，比如匀速圆周运动，故B错误，符合题意；
C．只要两个分运动是匀速直线运动，那么合运动也一定是匀速直线运动，原因是没有加速度。故C正确，不符合题意；
D．合运动的速度可能比分运动的速度大，可能比分运动的速度小，可能与分运动的速度相等。故D错误，符合题意。
故选BD。
16．见解析
【解析】
如图所示，取一根细棒，将它穿过圆管中部的小孔把小球隔开，转动圆管使之绕细棒旋转。随着转速增大，两个小球受到的静摩擦力不足以提供它们做圆周运动所需的向心力，发生离心现象，两个小球很快就分别滚向圆管的两端。
17．(1) ；(2)
【解析】
【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
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