高中物理粤教版必修二同步练习 （八）+离心现象及其应用+Word版含解析

课时跟踪检测（八） 离心现象及其应用
1．某同学在进行课外实验时，做了一个“人工漩涡”的实验，取一个装满水的大盆，用手掌在水中快速转动，就在水盆中形成了“漩涡”，随着手掌转动越来越快，形成的漩涡也越来越大，则关于漩涡形成的原因，下列说法中正确的是(　　)
A．由于水受到向心力的作用
B．由于水受到合外力的作用
C．由于水受到离心力的作用
D．由于水做离心运动
解析：选D　水在手的拨动下做圆周运动，当水转动越来越快时，需要的向心力也越来越大，当其所需向心力大于所受合外力时，即做离心运动，故选项D正确。
2．物体做离心运动时，其运动轨迹(　　)
A．一定是直线
B．一定是曲线
C．可能是一个圆
D．可能是直线也可能是曲线
解析：选D　离心运动即物体做远离圆心的运动，故运动轨迹不可能是圆，选项C错误。若F合为零，则物体将沿切线方向以直线轨迹远离圆心，若F合小于F向，则物体将沿曲线(夹在切线与圆周之间)远离圆心，故选项D正确，选项A、B错误。
3.如图1所示，在注满水的玻璃管中放一个乒乓球，然后再用软木塞封住管口，将此玻璃管放在旋转的转盘上，且保持与转盘相对静止，则乒乓球会(　　)
图1
A．向外侧运动
B．向内侧运动
C．保持不动
D．条件不足，无法判断
解析：选B　若把乒乓球换成等体积的水球，则此水球将会做圆周运动，能够使水球做圆周运动的是两侧的水的合压力，而且这两侧压力不论是对乒乓球还是水球都是一样的。但由于乒乓球的质量小于相同体积的水球的质量，所以此合压力大于乒乓球在相同轨道相同角速度下做圆周运动所需的向心力，所以乒乓球将会做近心运动。
4．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，前面车辆转弯，请拉好扶手”，这样可以(　　)
A．提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向前倾倒
B．提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向后倾倒
C．主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒
D．主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒
解析：选C　汽车转弯时，乘客要随汽车做圆周运动，所以让乘客拉好扶手，是为了使乘客获得足够大的向心力，防止乘客做离心运动而向外侧倾倒。
5．(多选)匀速转动的水平圆盘上在离圆心某一距离处放一个滑块，该滑块恰能跟随圆盘做匀速圆周运动而不产生相对滑动，则在改变下列何种条件时，滑块不能与圆盘保持相对静止(　　)
A．增大圆盘转动的角速度
B．增大滑块到转轴的距离
C．增大滑块的质量m
D．改变上述条件都不能使滑块相对圆盘静止
解析：选AB　由题意可得：若要μmg6．一辆质量m＝2×103 kg的汽车在水平公路上行驶，经过半径r＝50 m的弯路时，如果车速v＝72 km/h，这辆汽车会不会发生侧滑？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fmax＝1.4×104 N。
解析：汽车的速度为v＝72 km/h＝20 m/s
汽车经过弯路时所需的向心力大小为
F＝m＝2×103× N＝1.6×104 N
由于F>fmax，所以汽车做离心运动，即发生侧滑。
答案：见解析
7．(多选)为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以(　　)
A．增大汽车转弯时的速度
B．减小汽车转弯时的速度
C．增大汽车与路面间的摩擦
D．减小汽车与路面间的摩擦
解析：选BC　“打滑”的现象是由于汽车转弯时向心力不足引起的，减小汽车转弯时的速度，可以减小汽车转弯需要的向心力，增大汽车与路面间的摩擦，可以增大转弯需要的向心力，因而这两种方法都可以有效地防止转弯时出现“打滑”的现象。
8．(多选)下列关于离心运动的说法正确的是(　　)
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，将一定沿切线方向飞出
C．物体做离心运动时，一定不受合外力作用
D．做匀速圆周运动的物体因所受向心力减小或消失而做的曲线或直线运动都是离心运动
解析：选AD　离心运动是物体逐渐远离圆心的运动，但不一定沿切线方向飞出，只有当向心力消失时，物体才沿切线方向飞出，当合外力小于向心力时，物体将做半径逐渐变大的曲线运动，故A、D正确。
9．(多选)洗衣机的脱水筒采用电机带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是(　　)
图2
A．脱水过程中，大部分衣物集中在筒中间
B．在人看来水会从桶中甩出是由于水滴受到离心力很大的缘故
C．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好
解析：选CD　水滴随衣物一起做圆周运动时，水滴与衣物间的附着力提供水滴所需的向心力。当脱水筒转得比较慢时，水滴与衣物间的附着力足以提供所需的向心力，使水滴做圆周运动；脱水筒转动加快时，根据向心力公式F＝mω2r可知，所需的向心力将增大，当水滴与物体间的附着力不足以提供水滴所需的向心力时，水滴做离心运动，穿过网孔，飞到脱水筒外面。故选项C、D正确。
10．(多选)中央电视台《今日说法》栏目曾报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故。家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图3所示。交警据图示作出以下判断，你认为正确的是(　　)
图3
A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动
B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动
C．公路在设计上可能内高外低
D．公路在设计上可能外高内低
解析：选BC　汽车转弯可看成是做圆周运动，侧翻路旁门口是因为汽车做离心运动。若公路在设计上可能内高外低时，支持力沿半径向外存在分力，速度一定时，汽车转弯更易做离心运动，B、C选项正确。
11.将来人类离开地球到宇宙中去生活，可以设计成如图4所示的宇宙村，它是一个圆环形的密封建筑，人们生活在圆环的边上，为了使人们在其中生活没有失重感，可以让它旋转。设这个建筑物的直径为200 m，那么，当它绕其中心轴转动的转速为多少时，人们感觉到像生活在地球上一样(要承受10 m/s2的加速度)?
图4
解析：当侧壁对人的支持力等于人在地球上的重力时，人感觉就如在地球上一样，则有mg＝mrω2，又因为ω＝2πn，两式联立得n＝＝0.05 r/s。
答案：0.05 r/s
12.现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施，如图5所示。“魔盘”转动慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开，当盘的转速逐渐增大到一定值时，盘上的人开始向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害。设“魔盘”转速为6 r/min，一个体重为30 kg的小孩坐在距离轴心1 m处(盘半径大于1 m)随盘一起转动(没有滑动)。问：
图5
(1)这个小孩受到的向心力有多大？这个向心力是由什么力来提供的？
(2)若“魔盘”转速很小，小孩会不会往“魔盘”中心滑去？
(3)若坐在距离轴心1 m处的是一位体重为60 kg的成年人，他会不会随盘一起转动？
解析：(1)向心力由“魔盘”对小孩的静摩擦力提供；且大小为f＝F向1＝m1rω2＝30×1×2N＝12 N。
(2)若“魔盘”转速变小，所需的向心力变小，小孩受到的静摩擦力变小，所以小孩不会向中心滑去。
(3)当m2＝60 kg时，根据向心力公式可求出所需的向心力为：F向2＝m2rω2＝24 N。若最大静摩擦力小于24 N，则成年人将向边缘滑去；若最大静摩擦力大于或等于24 N，则成年人可随“魔盘”一起转动(如果成年人穿的裤子的布料与小孩的裤子布料相同时无需计算即可得结论)。
答案：(1)12 N　由静摩擦力提供　(2)不会　(3)见解析