必修第二册3.3离心现象 练习(word版含答案)

文档属性

名称 必修第二册3.3离心现象 练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 1.8MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-13 05:00:08

图片预览

文档简介

鲁科版 (2019)必修第二册 3.3 离心现象
一、单选题
1.下列措施中不属于防止离心现象造成危害的是 (  )
A.公路上铺设减速带
B.砂轮外侧加防护罩
C.链球运动场地安装防护网
D.公路弯道处设有限速标志
2.如图所示,游乐场里甲、乙两个小朋友手拉手沿半径方向站在水平转盘上,两个小朋友质量相等,它们与转盘间的动摩擦因数相同,当转盘转动到两个小朋友均恰好未发生滑动时,他们松开手,之后两个小朋友的运动情况是(  )
A.两个小朋友仍随转盘一起做圆周运动,不发生滑动
B.两个小朋友均沿半径方向滑动,离转盘圆心越来越远
C.小朋友甲发生滑动,离转盘圆心越来越近,小朋友乙不滑动
D.小朋友乙发生滑动,离转盘圆心越来越远,小朋友甲不滑动
3.现如今滚筒洗衣机已经走进了千家万户,极大方便了人们的生活。如图滚筒洗衣机脱水时滚筒绕水平转动轴转动,滚筒上有很多漏水孔,滚筒转动时,附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出,达到脱水的目的。下列说法正确的是(  )
A.湿衣服上的水更容易在最高点被甩出
B.湿衣服上的水更容易在最低点被甩出
C.洗衣机的脱水原理是水滴受到了离心力的作用
D.洗衣机滚筒转动的越快,水滴越不容易被甩出
4.如图所示为旋转脱水拖把结构图。把拖把头放置于脱水桶中,手握固定套杆向下运动,固定套杆就会给旋转杆施加驱动力,驱动旋转杆、拖把头和脱水桶一起转动,把拖把上的水甩出去。旋转杆上有长度为35cm的螺杆,螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离)为d=5cm,拖把头的托盘半径为10cm,拖布条的长度为6cm,脱水桶的半径为12cm。某次脱水时,固定套杆在1s内匀速下压了35cm,该过程中拖把头匀速转动,则下列说法正确的是(  )
A.拖把头的周期为7s
B.拖把头转动的角速度为14πrad/s
C.紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出
D.旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为5:6
5.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.旋转雨伞甩掉伞上的水滴
C.汽车启动时,乘客向后倾斜 D.运动员将链球旋转后掷出
6.2022年北京举行了冬奥会,在冬奥会短道速滑项目中,某运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度,将发生侧滑而摔离正常比赛路线。如图所示,圆弧虚线Ob代表弯道,即正常运动路线,Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时可将运动员看做质点)。下列说法正确的是(  )
A.发生侧滑是因为运动员具有惯性
B.发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力
C.若在O点发生侧滑,则滑动的方向在Oa左侧
D.若在O点发生侧滑,则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间
7.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
8.如图甲,滚筒洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒经过、、、四个位置,小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是(  )
A.位置 B.位置 C.位置 D.位置
9.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
10.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F的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不正确的是(  )
A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.若拉力突然变为0.5F,小球可能沿轨迹Pa做离心运动
C.若拉力突然变为0.5F,小球可能沿轨迹Pb做离心运动
D.若拉力突然变大,小球可能沿轨迹Pc做向心运动
11. 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
12.关于下列四幅图中物体的运动描述正确的是(  )
A.图甲中,通过拱形桥最高点的汽车,对桥的压力大于汽车自身重力
B.图乙中,做圆锥摆运动的物体,受重力、绳的拉力和向心力作用
C.图丙中,火车以任意速度转弯时,铁轨对火车轮缘均不会产生侧向的作用力
D.图丁中,洗衣机脱水时,利用离心运动把附着在物体上的水甩掉
13.质量为M的物体用细线通过光滑水平平板中央的光滑小孔与质量为、的物体相连,如图所示,M做匀速圆周运动的半径为,线速度为,角速度为,若将和之间的细线剪断,M仍将做匀速圆周运动,其稳定后的运动的半径为,线速度为,角速度为,以下各量关系正确的是(  )
A., B.,
C., D.,
14.关于离心运动,下列说法中正确的是(  )
A.物体一直不受外力作用时,可能做离心运动
B.在外界提供的向心力突然变大时,原来做匀速圆周运动的物体将做离心运动
C.只要向心力的数值发生变化,原来做匀速圆周运动的物体就将做离心运动
D.当外界提供的向心力突然消失或数值变小时,原来做匀速圆周运动的物体将做离心运动
15.下列实例中和离心现象有关的是(  )
A.汽车开进泥坑里轮胎打滑 B.高速行驶的汽车很难停下来
C.汽车突然刹车时乘客向前倾倒 D.洗衣机脱水桶高速转动使衣服脱水
二、填空题
16.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。
17.一个水平圆盘绕通过圆心O的竖直轴匀速转动,盘上距轴处有一个质量为的物体。如果物体与圆盘间的最大静摩擦力为,物体相对圆盘静止,圆盘转动的角速度不能大于________;如果圆盘角速度大于该值,相对于圆盘物体滑动的方向是沿半径________(选填“向外”或“向内”)。
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,使小物体做匀速圆周运动,体验手对做圆周运动的物体的拉力。
(1)增大旋转的速度,拉力将_______(填“变小”、“变大”或“不变”)。
(2)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.物体m放在水平传送带上,A为终端皮带轮,半径为r,则当A轮角速度至少为___________时,m离开传送带时做平抛运动。
三、解答题
20.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
21.游乐场的旋转盘上,开始时有的人离转轴近一些,有的人离转轴远一些(如图)。当旋转盘加速时,哪些人更容易发生滑动 为什么
22.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
23.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
24.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。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】
公路上的减速带是为了防止汽车超速而产生危险,不属于防止离心现象造成危害;砂轮外侧加防护罩是为了避免砂轮转速过大发生离心现象而分裂飞出;链球运动场地安装防护网是为了防止链球离心飞出而造成危害;弯道限速是为了防止汽车车速过大发生离心现象,造成翻车或侧滑。故A正确,BCD错误。
故选A。
2.D
【详解】
当转盘转动到两个小朋友均恰好未发生滑动时,他们松开手,小朋友乙受到的摩擦力不足以提供向心力,故做离心运动,小朋友甲受到的摩擦力减小,继续做圆周运动,D正确,ABC错误。
故选D。
3.B
【详解】
ABC.衣服在最高点有
在最低点有
所以在最低点水滴需要更大的支持力,如果水的附着力不够,在最低点就更容易被甩出去,
故AC错误,B正确;
D. 洗衣机滚筒转动的越快,水滴所需要的向心力越大,水的附着力与向心力差距越大,水滴越容易被甩出,故D错误。
故选B。
4.B
【详解】
A.每下压一次固定套杆向下运动5cm,故拖把头转动的周期为
故A错误;
B.拖把头转动的角速度为
故B正确;
C.拖布条上所有位置角速度相同,越靠近脱水桶内壁的位置转动半径越大,需要的向心力越多,水越容易被甩出,故C错误;
D.托盘和脱水桶的角速度相同,托盘和脱水桶内壁的半径之比为5:6,由可知,脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为6:5,故D错误;
故选B。
5.C
【详解】
A.脱水桶高速转动时,需要的向心力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,故A错误;
B.旋转伞柄,伞边缘的水滴被甩出时,由于伞的速度快,需要的向心力大,水滴往外甩,这是离心运动属于离心现象,故B错误;
C.公共汽车急刹车时,乘客都向前倾倒,这是由于惯性的作用,不是离心现象,故C正确;
D.链球原来做的是圆周运动,当松手之后,由于失去了向心力的作用链球做离心运动,所以投掷链球属于离心现象,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】
AB.发生侧滑是因为运动员的速度过大,所需要的向心力过大,运动员受到的合力小于所需要的向心力,进而做离心运动,故AB错误;
CD.若运动员水平方向不受任何外力时沿Oa线做离心运动,实际上运动员要受摩擦力作用,所以滑动的方向在Oa右侧与Ob之间,故C错误,D正确。
故选D。
7.C
【详解】
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。
8.C
【详解】
水滴随衣服紧贴着滚筒壁做匀速圆周运动,转动过程中所需向心力大小相同,水滴所受合力提供向心力。设、、、四个位置水滴与衣物之间的附着力分别为Fa、Fb、Fc、Fd,因、两点,重力与向心力(合力)的方向夹角既不是最大,也不是最小,附着力不会出现极值,所以只分析、两点即可,设转动的角速度为ω,在位置有
此时所需附着力最小;在位置有
此位置所需附着力最大,所以小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是c位置,故C正确,ABD错误。
故选C。
9.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。
10.B
【详解】
A.在水平面上,细绳的拉力提供小球所需的向心力,当
小球做匀速圆周运动,当拉力突然消失时,小球将沿切线Pa方向做匀速直线运动,故A正确;
BC.当拉力突然减小时,小球将沿Pb做离心运动,故B错误C正确;
D.当拉力突然增大时,小球将沿Pc做向心运动,故D正确。
故选B。
11.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。
12.D
【详解】
A.图甲中,通过拱形桥最高点的汽车,加速度向下,则汽车处于失重状态,则对桥的压力小于汽车自身重力,故A错误;
B.图乙中,做圆锥摆运动的物体,物体仅受重力、绳的拉力,两者的合力提供向心力,故B错误;
C.图丙中,火车以理想速度转弯时铁轨和火车轮缘才不会产生侧向的作用力,故C错误;
D.图丁中,洗衣机脱水时,利用离心运动把附着在物体上的水甩掉,故D正确;
故选D。
13.B
【详解】
小球在细线的拉力作用下,在光滑水平面上做匀速圆周运动。根据平衡条件可知砝码的重力等于M圆周运动所需要的向心力。若将和之间的细线剪断,此时M所需要的向心力大于砝码的重力,从而做离心运动,导致半径变大。当再次出现砝码的重力与向心力相等时,小球又做匀速圆周运动。故有:。由于在M的半径增大的过程中,细线的拉力对M做负功,则M的速率减小,故有。由
知:F减小,r增大,则减小,即有:。
故选B。
14.D
【详解】
做匀速圆周运动的物体,当外界提供的向心力不足以提供物体做匀速圆周运动的向心力时,物体将做离心运动。
A.当物体一直不受外力作用时,做匀速直线运动或静止,A错误;
BC.当外界提供的向心力突然变大时,原来做匀速圆周运动的物体将做近心运动,当外界提供的向心力突然变小时,原来做匀速圆周运动的物体将做离心运动,BC错误;
D.当外界提供的向心力突然消失或数值变小时,原来做匀速圆周运动的物体将做离心运动,D正确。
故选D。
15.D
【详解】
A.汽车开进泥坑里轮胎打滑,是因为摩擦力不足,与离心现象无关,故A错误;
BC.高速行驶的汽车很难停下来和汽车突然刹车时乘客向前倾倒都是由于惯性造成的,与离心现象无关,故BC错误;
D.洗衣机脱水桶高速转动使衣服脱水,是由于离心现象造成的,故D正确。
故选D。
16. 切线 远离
【详解】
[1][2]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
17. 2.8 向外
【详解】
[1]物体与圆盘间的最大静摩擦力提供向心力,则有

[2]如果圆盘角速度大于该值,即合力不足提供向心力,物体做离心运动,则相对于圆盘物体滑动的方向是沿半径向外。
18. 变大 切线
【详解】
(1)[1]小物体做匀速圆周运动时,合外力提供向心力,对物体进行受力分析可知,绳子的拉力提供向心力,则有
增大线速度,需要的向心力增大,即拉力变大;
(2)[2]松手后,物体在水平方向将不受力的作用,所以将保持松手时的速度沿切线方向做匀速直线运动。
19.
【详解】
若m离开传送带时恰好做平抛运动,则m到达终端时,对轮A的压力为零,则
解得
20.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。
21.答案见解析
【详解】
离轴远一些的人更容易滑动。根据向心力公式可知,旋转盘上的人角速度一样,离轴越远,所需向心力越大,转盘上的人所需向心力都是由人与转盘间的摩擦力提供,所以离轴越远,越容易滑动。
22.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。
23.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.
24.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。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页