同步课时精练（十二）3.3离心现象（后附解析）

同步课时精练（十二）3.3 离心现象（后附解析）
一、单选题
1．下列关于离心现象的说法正确的是（　　）
A．当物体所受的合力大于向心力时产生离心现象
B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，将做背离圆心的圆周运动
C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动
D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动
2．在F1赛车比赛中，赛车在过一个圆弧形弯道时，后轮突然脱落。后轮脱落后一小段时间的运动是（　　）
A．仍然沿着汽车行驶的弯道运动 B．沿着轮子前进的方向做直线运动
C．沿着弯道半径向外运动 D．沿着弯道半径向里运动
3．俗话说，养兵千日，用兵一时。近年来我国军队进行了多种形式的军事演习。如图所示，在某次军事演习中，一辆战车以恒定的速度在起伏不平的路面上行进，则战车对路面的压力最大和最小的位置分别是（　　）

A．A点，B点 B．B点，C点
C．B点，A点 D．D点，C点
4．如图所示，水平旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘飞出。下列说法正确的是（　　）
A．水珠从雨伞的边缘沿半径方向脱离雨伞
B．水珠重力大于水珠与雨伞之间的作用力
C．水珠脱离雨伞时的速率小于雨伞边缘的线速度
D．水珠受到的合外力小于水珠需要的向心力
5．人洗完手后会习惯甩甩手，将手上的水甩掉，甩手时指尖上的水滴可近似看成相对手腕的圆周运动，下列关于甩手的动作说法正确的是（　　）
A．指尖离手腕越近，水滴越容易甩掉
B．指尖离手腕越近，水滴的加速度越大
C．指尖离手腕越远，水滴的角速度越大
D．指尖离手腕越远，水滴的线速度越大
6．如图，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘面间的动摩擦因数相同。当匀速转动的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速，烧断细线，则两个物体的运动情况将是（　　）
A．两物体均沿切线方向滑动
B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远
C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动
D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动
7．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
8．下列现象中，防止离心现象的是（　　）
A．用洗衣机脱水
B．汽车转弯时要减速
C．用离心沉淀器分离物质
D．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水
9．如图所示，洗衣机的圆形滚筒可绕水平轴沿逆时针方向转动。用该洗衣机对衣物进行脱水，当湿衣服贴着滚筒内壁随滚筒一起做匀速圆周运动时，下列分析正确的是（　　）
A．当衣服到达最高点时，水最容易脱离衣服
B．当衣服到达最右侧的位置向上运动时，衣服可能不受摩擦力的作用
C．当衣服到达最低点时，衣服受到的合力最大
D．衣服到达最低点时受到的弹力一定大于在其他位置受到的弹力
二、多选题
10．下列现象中，属于离心现象的有（　　）
A．汽车通过圆形拱桥时由于速度太大而离开了地面
B．汽车在转弯时由于车速太快而滑到了路边
C．汽车开进泥坑里轮胎打滑
D．公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒
11．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．转速很高的砂轮半径不能做得太大
C．在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨
D．离心水泵工作时
12．如图甲所示， 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方向的匀速圆周运动。可简化为图乙所示模型，一件小衣物质量为m， A、B分别为小衣物经过的最高位置和最低位置，测得小衣物过A 点线速度大小为 v， 做圆周运动的周期为T。已知重力加速度为g，小衣物可视为质点。下列说法正确的是（　　）
A．转筒半径为
B．衣物在A 点受到滚筒壁的压力为
C．衣物转到 B 位置时的脱水效果最好
D．要使衣物过A 点不掉下， 转筒的周期不能大于
三、解答题
13．做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周的半径方向飞出．( )
14．如图所示，质量为m的小球和A、B两根细绳相连，两绳固定在细杆的A、B两点，其中AC绳长L=2m，当两绳都拉直时，A、B两绳和细杆的夹角θ1=30°，θ2=45°，问：当细杆转动的角速度在什么范围内，A、B两绳始终张紧？

15．一个圆盘在水平面内以2rad/s的角速度逆时针匀速转动，距圆盘中心0.4m的位置有一个质量为2.0kg的小物体（可看作质点）随着圆盘起做匀速圆 周运动，如图所示。已知小物体与圆盘面的动摩擦因数为0.64，近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2求：
（1）小物体的线速度大小：
（2）小物体所受摩擦力的大小和方向：
（3）为使小物体能保持与圆盘一起转动，圆盘转动的最大角速度是多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：A．当物体做圆周运动需要的向心力大于受到的合外力（提供的向心力）时产生离心现象。故A错误。
BCD．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，由于惯性，物体继续保持该速度沿切线做直线运动。故B错误，C正确，D错误。
答案：C。
2．B
解析：物体做曲线运动时，某一时刻的速度方向沿轨迹的切线方向。赛车在过圆弧形弯道时后轮突然脱落，后轮受到的向心力瞬间消失，由于惯性轮子在一小段时间内会沿着前进的方向做直线运动。
答案：B。
3．C
解析：在凸面的最高点，根据牛顿第二定律得
解得
＜
在最高点的压力比较小，由此可知圆弧的半径越小，向心力越大，所以A点车受到的支持力 比C点受到的支持力小，所以A点车受到的支持力最小；
在凹面的最低点，根据牛顿第二定律得
解得
＞
可知在凹面处的最低点压力比较大，由此可知圆弧的半径越小，向心力越大，所以B点车受到的支持力 比D点受到的支持力小，所以B点车受到的支持力最大。
答案：C。
4．D
解析：A．线速度方向垂直半径方向，则水珠从雨伞的边缘沿垂直于半径方向脱离雨伞，选项A错误；
BD．水滴飞出做离心运动是因为水珠受到的合外力小于水珠做圆周运动需要的向心力，但无法比较水珠重力与水珠与雨伞之间的作用力的大小关系，选项B错误，D正确；
C．水珠脱离雨伞时的速率等于雨伞边缘的线速度，选项C错误；
答案：D。
5．D
解析：C．根据题意可知，甩手时不同手指指尖上的水滴是相对手腕的同轴转动，角速度相等，故C错误；
A．根据题意，由公式可知，指尖离手腕越远，水滴更容易被甩掉，故A错误；
B．根据题意，由公式可知，指尖离手腕越近，水滴的加速度越小，故B错误；
D．根据题意，由公式可知，指尖离手腕越远，水滴的线速度越大，故D正确。
答案：D。
6．D
解析：当两个物体刚好相对圆盘发生滑动时，对A物体有
对B物体
根据可知转速与角速度成正比，当细绳剪断瞬间，角速度不变，对A物体，可知摩擦力小于此时所需的向心力，做离心运动，所以A物体发生滑动，但不沿切线；对B物体，此时由静摩擦力提供所需的向心力，所以B物体仍然相对圆盘静止。
答案：D。
7．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。
答案：C。
8．B
解析：A．用洗衣机脱水，是利用了离心现象，故A错误；
B．汽车转弯时要减速，是防止离心现象，故B正确；
C．用离心沉淀器分离物质，是利用了离心现象，故C错误；
D．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水，是利用了离心现象，故D错误。
答案：B。
9．D
解析：A．水最容易脱离衣服时，必定是水对筒壁的压力最大时，当衣服转动最低点时，支持力减去重力提供向心力，此时水对筒壁的压力最大，水最容易脱离衣服，A错误；
B．当衣服到达最右侧的位置向上运动时，由于加速度指向圆心，在竖直方向上所受合力为零，因此受到向上的摩擦力与重力平衡，B错误；
C．由于衣服做匀速圆周运动，在任何位置处所受的合力都指向圆心且大小相等，C错误；
D．衣服到达最低点，弹力减去重力等于向心力，而在下半个圆周运动过程中，弹力减去重力沿半径方向的分力等于向心力，在上半个圆周运动过程中，弹力加上重力沿半径方向的分力等于向心力，因此在做低点弹力最大，D正确。
答案：D。
10．AB
解析：A．汽车通过圆形拱桥时，汽车的速度快，需要的向心力大，大于了汽车的重力，所以汽车会离开地面，属于离心现象，故A正确；
B．汽车在转弯时，由于汽车的速度快，需要的向心力大，大于了汽车受到的最大静摩擦力，所以汽车会滑到路边，属于离心现象，故B正确；
C．汽车开进泥坑里轮胎打滑是因为摩擦力不足，不是离心现象，故C错误；
D. 公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒，这是由于惯性的作用，与圆周运动无关，故不是离心现象，故D错误。
答案：AB。
11．ABC
解析：A．汽车转弯时要限制速度是为了防止因速度过大汽车出现离心现象，故A正确；
B．转速很高的砂轮半径不能做得太大，因半径越大，所需向心力越大，砂轮越容易断裂，产生离心运动，故B正确；
C．在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨，是为了减少车轮对外轨的挤压，防止出现离心运动，故C正确；
D．离心水泵工作时，是利用离心运动将液体从叶轮中心甩向叶轮外缘，故D错误。
答案：ABC。
12．ACD
解析：A．根据
可得转筒半径为
选项A正确；
B．衣物在A 点时
解得衣物在A点受到滚筒壁的压力为
选项B错误；
C．衣物转到 B 位置时由牛顿第二定律
可知在B位置的脱水效果最好，选项C正确；
D．要使衣物过A 点不掉下， 则
解得
即转筒的周期不能大于，选项D正确。
答案：ACD。
13．×
解析：做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周的半径垂直的方向飞出，此说法错误．
14．
解析：若角速度太小，则BC松弛，设角速度为时，BC绳刚好伸直，则有
联立解得
设角速度为时，AC绳就要松弛，则有
解得
则A、B两绳始终张紧，细杆转动的角速度范围为
15．（1）0.8m/s；（2）3.2N，方向沿半径指向圆心；（3） 4rad/s
解析：（1）由v=ωr可得，小物体的线速度大小为
v=2×0.4m/s=0.8m/s
（2）对小物体受力分析可知，小物体所受静摩擦力Ff静作为合外力提供自身做匀速圆周运动的向心力。所以由
Ff静=F向=mω2r
可得小物体所受静摩擦力的大小为
Ff静= 3.2N
此时小物体所受静摩擦力Ff静的方向沿半径指向圆心。
（3）对小物体有
Ff静=F向=mω2r
为使小物体能随圆盘一起做匀速圆周运动，则
Ff静≤Ffm=μmg
联立以上方程解得
即圆盘转动的最大角速度ωm=4rad/s。
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