3.3离心现象 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）必修第二册 3.3 离心现象
一、单选题
1．如图所示，下列有关生活的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）
A．“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力
B．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
C．汽车通过凹形路面的最低点时，汽车处于失重状态
D．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
2．如图所示是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车在弯道发生侧滑时，下列说法正确的是（　　）
A．摩托车所受外力的合力小于所需的向心力
B．摩托车将沿其半径方向沿直线滑去
C．摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去
D．摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用
3．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，下列叙述正确的是（　　）
A．脱水桶高速旋转时，水受到与运动方向一致的合外力作用而飞离衣物
B．脱水桶高速旋转时，衣物上的水受到的合外力不足以提供向心力，所以水滴做离心运动，通过小孔飞离脱水桶
C．经过脱水流程后，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
4．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
5．如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下作匀速圆周运动。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Pb作离心运动
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作近心运动
D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb作离心运动
6．如图所示的路段是一段半径约为的圆弧形弯道，路面水平，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为正压力的0.8倍，下雨时路面被雨水淋湿，路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为正压力的0.2倍，若汽车通过圆弧形弯道时做匀速圆周运动，汽车可视为质点，取重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A．晴天时，汽车以的速率可以安全通过此圆弧形弯道
B．下雨时，汽车以的速率通过此圆弧形弯道时将做离心运动
C．晴天时，汽车以的速率通过此圆弧形弯道时的向心加速度为
D．下雨时，汽车以的速率通过此圆弧形弯道时的角速度为
7．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
8． 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
9．下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B．物体做离心运动是因为受到所谓离心力的作用
C．做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变
D．匀速圆周运动的加速度恒定
10．下列现象中，与离心现象无关的是（　　）
A．用洗衣机脱去湿衣服中的水 B．旋转雨伞上的水滴
C．汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾斜 D．在公路弯道车辆不允许超过规定速度
11．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
12．离心现象在生活中很常见，比如市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就要播放录音：“乘客们请注意，车辆将转弯，请拉好扶手”。这样做可以（　　）
A．使乘客避免车辆转弯时可能向前倾倒发生危险
B．使乘客避免车辆转弯时可能向后倾倒发生危险
C．使乘客避免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒发生危险
D．使乘客避免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒发生危险
13．洗衣机脱水时有一件湿衣物附在竖直筒壁上保持相对静止，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．衣物受到重力、筒壁对它的弹力、摩擦力及向心力共四个力的作用
B．筒在转动脱水过程中，筒壁对衣物的摩擦力减小
C．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由衣物对筒壁的压力提供
D．筒的转速增大时，筒壁对衣物的弹力一定减小
14．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
15．对生活中的圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶
B．火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压
C．洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动
D．游乐园里的摩天轮转得很慢，人坐在吊箱里面受到的合外力为零
二、填空题
16．如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F突然为零，则小球沿______ 填“Pa”、“Pb”或“Pc”，下同方向运动；若 ，则小球可能沿______ 方向运动．
17．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a=________m/s2，（π取3.14，结果保留整数．）脱水桶能使衣服脱水是物理中的________现象．

18．如图，用一根结实的细绳，一端拴一个小物体。在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做圆周运动，体验手对做圆周运动的物体的拉力。
(1)拉力的方向是___________
A．沿绳指向圆心
B．垂直于绳指向速度方向
C．沿手臂方向指向上方
(2)增大旋转的速度，拉力将___________（填“变小”、“变大”或“不变”）。
(3)松手后，小物体将沿___________（填“半径远离圆心”、“切线”或“半径靠近圆心”）方向运动。
19．一般的曲线运动的处理方法
（1）一般的曲线运动：运动轨迹既不是_____也不是_____的曲线运动。
（2）处理方法：可以把曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作_____的一部分，分析质点经过曲线上某位置的运动时，可以采用_____运动的分析方法来处理。
三、解答题
20．如图所示是一种能够方便脱水的地拖桶，为拖把脱水的时候，用脚上下快速踩踏板可以迅速把脱水桶中拖把的水分脱干，请分析其脱水原理。
21．如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m的小物体A、B，它们到转轴的距离分别为rA=20cm，rB=30cm，A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍，试求：
（1）当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度；
（2）当A开始滑动时，圆盘的角速度；
（3）当A即将滑动时，烧断细线，A、B运动状态如何 （g取10 m/s2）
22．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
23．铁路的弯道通常都设计成外高内低。若某转弯处的限定速度为v，当火车以该限定速度通过时，请分析此时火车所需向心力的来源。若火车的实际速度低于限定速度，对铁轨有何影响
24．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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底的压力为
在最低处水对碗底的压力
即在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力，选项A正确；
B．脱水桶的脱水原理是水滴所需的向心力大于水滴的附着力，从而使水滴沿切线方向甩出，选项B错误；
C．汽车通过凹形路面的最低点时，加速度向上，汽车处于超重状态，选项C错误；
D．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减小铁轨对轮缘的侧向压力，选项D错误。
故选A。
2．A
【详解】
A．摩托车做离心运动是因为所受外力的合力小于所需的向心力，故A正确；
B．摩托车做圆周运动的线速度沿半径的切线方向，不可能会沿其半径方向沿直线滑去，故B错误。
C．摩托车受到与速度方向垂直的摩擦力的作用，即使该摩擦力小于需要的向心力，但仍然能够改变车的运动的方向，使车不会沿其线速度的方向沿直线滑去，故C错误；
D．摩托车做圆周运动需要向心力，不受到沿半径方向向外的离心力作用，故D错误；
故选A。
3．B
【详解】
AB．水滴的附着力是一定的，根据
Fn＝ma＝mω2R
可知ω增大会使所需的向心力Fn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，故B正确，A错误；
C．脱水桶高速旋转时，衣物有沿着筒壁切线飞出的趋势，故被“甩”至筒壁，因此经过脱水流程后，打开洗衣机，发现衣物主要集中在桶壁附近，故C错误；
D．水发生离心现象是由于受到的指向圆心的力小于需要的向心力，不能说水受到离心力的作用，故D错误。
故选B。
4．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。
5．D
【详解】
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，将沿切线方向沿轨迹Pa做匀速直线运动；当拉力减小时，将沿pb轨道做离心运动；当拉力突然变大，小球将沿轨迹Pc运动；故D正确ABC错误。
故选D。
6．B
【详解】
AC．晴天时，有
解得
当以经过弯道时发生了侧滑，做离心运动，半径发生了变化，故AC错误；
B．下雨时，有
解得
则下雨时，汽车以的速率通过此圆弧形弯道时将做离心运动，B正确；
D．此时汽车发生侧滑，不能用来计算角速度，D错误。
故选B。
7．A
【详解】
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。
8．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。
9．C
【详解】
AD．匀速圆周运动的加速度方向改变，则加速度改变，不是匀变速曲线运动，故AD错误；
B．物体做离心运动是因为所受合力小于做圆周运动需要的向心力，故B错误；
C．做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变，方向改变，故C正确。
故选C。
10．C
【详解】
A．用洗衣机脱去湿衣服中的水，是利用离心现象，选项A错误；
B．旋转雨伞上的水滴，是利用离心现象，选项B错误；
C．汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾斜，是惯性现象，选项C正确；
D．在公路弯道车辆不允许超过规定速度，是防止出现离心现象发生危险，选项D错误。
故选C。
11．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。
12．D
【详解】
车辆转弯时，如果乘客不能拉好扶手，乘客将做离心运动，向外侧倾倒发生危险。
故选D。
13．B
【详解】
A．衣物受到重力、筒壁对它的弹力、摩擦力共三个力的作用，其合力提供向心力，选项A错误；
B．筒在转动脱水过程中，衣物的重力与静摩擦力平衡，衣物上的水甩出去，重力减小，筒壁对衣物的摩擦力减小，选项B正确；
C．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁对衣物的弹力提供，选项C错误；
D．筒的转速增大时，所需向心力增大，而向心力由筒壁对衣物的弹力提供，则筒壁对衣物的弹力增大，选项D错误。
故选B。
14．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。
15．C
【详解】
A．当汽车过凸形桥速度很快时，重力不足以提供所需向心力，汽车会飞出，因此需要减速，当汽车通过凹形桥时，在底部若速度很大，所需向心力要大，此时压力增大，容易爆胎，因此也需要减速，故A错误。
B．火车按要求速度拐弯时，向心力由重力的分力提供，当速度大于规定速度时，所需向心力大于重力分力，不足的向心力部分由外轨提供，故会挤压外轨，故B错误。
C．洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动，选项C正确；
D．只要做圆周运动的物体，都需要向心力，因此合外力不能为零，故D错误。
故选C。
16． Pa； Pb．
【详解】
小球在拉力F作用下绕圆心O做匀速圆周运动时，拉力等于向心力，拉力突然变小时，速度还没有来得及发生变化，向心力不变，拉力小于向心力，物体做离心运动，小球可能将沿轨迹Pa运动；当拉力F突然消失时，物体将沿切线方向飞出，所以小球可能将沿Pb轨迹运动．
17． 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．
18． A 变大 切线
【详解】
(1)[1]拉力提供向心力，所以拉力的方向是沿绳指向圆心。
故选A。
(2)[2]由向心力公式 ，拉力提供向心力，所以增大旋转的速度，向心力增大，拉力将变大。
(3)[3]圆周运动的速度方向总沿轨迹切线方向，所以松手后，小物体合外力为0，小物体将沿切线方向做匀速直线运动。
19． 直线 圆周 圆周运动 圆周
【详解】
略
【点睛】
20．在脱水的过程中，随脱水桶转速的增加，拖把上水所受的力不足以提供水做圆周运动所需要的向心力，所以水做离心运动。拖布上的水沿切线的方向向外甩出，所以用脚上下快速踩踏板可以迅速把脱水桶中拖把的水分脱干
【详解】
在脱水的过程中，随脱水桶转速的增加，拖把上水所受的力不足以提供水做圆周运动所需要的向心力，所以水做离心运动。拖布上的水沿切线的方向向外甩出，所以用脚上下快速踩踏板可以迅速把脱水桶中拖把的水分脱干。
21．（1）3.65rad/s（2）4 rad/s（3）A随圆盘做圆周运动，B做离心运动
【详解】
（1）当细线上开始出现张力时，表明B与盘间的静摩擦力已达最大，则
解得：
（2）当A开始滑动时，表明A与盘间的静摩擦力也已达最大，则：
Kmg F＝mrAω2
F+Kmg＝mrBω2
解得：
（3）烧断细线，A与盘间静摩擦力减小，继续随盘做半径为RA=20cm的圆周运动．而B由于最大静摩擦力不足以提供向心力而做离心运动．故A继续做圆周运动，B做离心运动
【点睛】
本题考查圆周运动中力与运动的关系，注意本题中为静摩擦力与绳子的拉力充当向心力，故应注意静摩擦力是否已达到最大静摩擦力。
22．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．
23．见解析
【详解】
当火车以限定速度转弯时，火车的重力和铁轨对火车的支持力提供向心力，此时满足
即限定速度为
（其中θ是外轨与内轨连线与水平地面成的角度）
若火车的实际速度低于限定速度，所需的向心力减小，则内轨对火车内轮轮缘产生弹力，即内轮轮缘对铁轨的内轨产生压力。
24．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。
答案第1页，共2页
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