2019-2020学年鲁科版（2019）必修第二册 3.3离心现象 达标作业（解析版)

3.3离心现象
达标作业（解析版)
1．假设在弯道上高速行驶的赛车，后轮突然脱离赛车。关于后轮之后的运动情况，以下说法正确的是（ ）
A．仍然沿着汽车行驶的弯道运动 B．沿着与弯道垂直的方向飞出
C．沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动 D．上述情况都有可能
2．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．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动
C．做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化便将做离心运动
D．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动
3．如图所示，在洗衣机脱水桶转动时，衣服紧贴在匀速转动的圆筒内壁上随圆筒转动而不掉下来，则衣服
A．所需向心力由摩擦力提供 B．所需的向心力由弹力提供
C．只受重力、摩擦力的作用 D．只受重力、弹力、摩擦力和向心力的作用
4．中国选手王峥在第七届世界军人运动会上获得链球项目的金牌。如图所示，王峥双手握住柄环，站在投掷圈后缘，经过预摆和3～4圈连续加速旋转及最后用力，将链球掷出。整个过程可简化为加速圆周运动和斜抛运动，忽略空气阻力，则下列说法中正确的是
A．链球圆周运动过程中，链球受到的拉力指向圆心
B．链球掷出瞬间速度方向沿该点圆周运动的径向
C．链球掷出后做匀变速运动
D．链球掷出后运动时间与速度的方向无关
5．如图所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动,若小球到达B点时F突然发生变化,下列关于小球的运动的说法正确的是( )
A．F突然消失,小球将沿Ba轨迹做离心运动
B． F突然变小,小球将沿轨迹Ba做离心运动
C．F突然变小,小球将沿轨迹Bc做向心运动
D．F突然变大,小球将沿轨迹Bb做离心运动
6．中央电视台报道了一起离奇交通事故．家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了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所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是（ ）
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．公路在设计上一定是内(东)高外(西)低
D．公路在设计上一定是外(西)高内(东)低
7．短道速滑，是我国运动员的优势项目比赛中，运动员通过弯道时如果不能很好地控制速度，将会发生侧滑而离开赛道用圆弧虚线Ob代表弯道，Oa表示运动员在O点的速度方向如图，将运动员视为质点，下列说法正确的是
A．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需的向心力
C．若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa右侧
D．若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa与Ob之间
8．如图所示为洗衣机脱水筒工作时的示意图，衣物随洗衣机的脱水筒高速旋转而达到脱水的目的下列关于洗衣机脱水过程的说法，不正确的是　　
A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B．水会从筒中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故
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
9．如图所示，圆周c是质量为m的小球以速率v沿逆时针方向作匀速圆周运动的轨迹，轨迹圆半径为当小球运动到图中A点时，小球所受向心力大小突变为，下列对小球随后的运动分析，其中正确的是　
A．若，小球将沿轨迹d作匀速直线运动
B．若，小球可能沿轨迹a作匀速直线运动
C．若，小球可能以小于v的速率沿轨迹c作圆周运动
D．若，小球可能沿轨迹b作曲线运动
10．一个质量为m、速度为v的物体沿半径为r的圆做匀速圆周运动，若它所受力的合力大小变为F，方向仍指向原来的圆心，则　　
A．当时，物体将偏离原轨迹运动
B．当时，物体将靠近原来的圆心运动
C．当时，物体将远离原来的圆心运动
D．制作棉花糖时，利用了物体做离心运动的原理
11．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Pa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
12．如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动，若小球在到达P点时突然发生变化，则下列说法正确的是　　
A．若F突然变小，小球将沿轨迹a做离心运动
B．若F突然消失，小球将沿轨迹a做离心运动
C．若F突然变大，小球将沿轨迹b做离心运动
D．若F突然变大，小球将沿轨迹c做近心运动
13．下列有关离心运动的叙述，正确的是　　
A．离心水泵工作时，是一种客观存在的力将水泵中的水带出水泵
B．洗衣机能将衣服上的水甩掉，是因为筒快速旋转时衣服与水之间的附着力小于水做圆周运动的向心力
C．运动的砂轮的转速不宜过大，目的是为了防止砂轮颗粒做离心运动而破裂
D．飞行员或宇航员通过离心机进行抗荷能力训练，目的是减轻离心运动对人体的伤害
14．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．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
15．光滑水平面固定一边长为0.3m的正三棱柱abc，俯视如图，长1m的细线一端固定在a点，另一端拴一质量为0.5kg的小球，开始时把细线拉直在ca延长线上，给小球一个2m/s、垂直细线方向的水平速度，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计能量损失）。若细线能承受的最大拉力为7N，从开始到细线断裂时，小球运动的总时间为__________s，小球的位移大小为__________m。
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
后轮未脱离赛车时，具有向前的速度，脱离赛车后，由于惯性，后轮保持原来向前的速度继续前进，所以沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道，选项C正确，ABD错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
A．物体一直不受外力作用，物体应保持静止状态或匀速直线运动状态，A错误；
B．做匀速圆周运动的物体，所受的合外力等于向心力，当外界提供的向心力增大时，物体所需的向心力并没有增大，物体将做近心运动，B错误；
C．做匀速圆周运动的物体，向心力的数值发生变化，物体可能仍做圆周运动，例如变速圆周运动，也可能做近心运动或离心运动，C错误；
D．根据离心运动的条件可知，做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动，D正确。
故选D.
3．B
【解析】
【详解】
衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力的作用，共3个力作用，由于衣服在圆筒内壁上不掉下来，竖直方向上没有加速度，重力与静摩擦力二力平衡，靠弹力提供向心力．故B正确错误，ACD错误。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
A．链球做加速圆周运动，故拉力和瞬时速度成锐角，既有拉力的分力指向圆心提供向心力，又有拉力的分力沿切向，提供切向加速度增大速度，故A错误；
B．曲线运动的瞬时速度是轨迹的切线方向，故链球掷出瞬间速度方向应该沿圆周在这一点的切向，故B错误；
C．链球掷出后只受重力而不计空气阻力，则合外力产生的加速度恒为g，速度会均匀改变，故其做匀变速运动，C正确；
D．链球掷出后做斜抛运动，运动时间由竖直分运动决定，而竖直分速度的大小与夹角有关，则链球掷出后运动时间与速度的方向有关，故D错误。
故选C。
5．A
【解析】
【详解】
A．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Ba做匀速直线运动，A正确。
BC．F突然变小，向心力减小，则小球将沿轨迹Bb做离心运动，故BC错误；
D．F突然变大，小球将沿轨迹Bc做向心运动，故D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
AB．汽车发生侧翻是因为提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动．故A错误，B正确；
CD．汽车在水平路面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，现在易发生侧翻可能是路面设计不合理，公路的设计上可能内侧（东）高外侧（西）低，重力沿斜面方向的分力背离圆心，导致合力不够提供向心力而致，也可能是车速太大，静摩擦力不足以提供向心力而做离心运动，故CD错误．
故选B．
【点睛】
解决本题的关键知道当提供的力等于圆周运动所需要的力，物体做圆周运动，当提供的力不够圆周运动所需要的力，物体做离心运动．
7．D
【解析】
【详解】
AB．发生侧滑原因是赛道对运动员的摩擦力小于需要的向心力，不是因为运动员受到的合力方向背离圆心，选项AB错误．
CD．侧滑时是会沿半径方向有远离圆心的运动分量，若此时摩擦力消失，运动员会沿Oa的方向运动，此时还会受到大致沿半径方向上的摩擦力作用，所以若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa与Ob之间，选项C错误，D正确．
故选D．
8．B
【解析】
【详解】
脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，故A正确；水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，故B错误．，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C正确．中心的衣服，R比较小，角速度一样，所以向心力小，脱水效果差，故D正确；此题选择不正确的选项，故选B．
【点睛】
此题要理解匀速圆周运动的向心力的来源、向心力的大小因素、做离心运动的条件．属于基础题．
9．D
【解析】
【详解】
根据题意可知，当时，则沿圆周c运动；当时，则做近心运动；当时，可能沿b离心飞出；当时，沿切线a飞出，故ABC错误，D正确；故选D．
【点睛】
做圆周运动的物体，当提供的向心力等于需要的向心力时，才做匀速圆周运动，而当提供的向心力小于需要的向心力，则做近心运动，而大于需要的向心力时，则做离心运动．
10．D
【解析】
【详解】
当时，物体将做匀速圆周运动，故A错误；当外界提供的合力小于所需要的向心力时，即当时，物体将做离心运动，故B错误；当外界提供的合力大于所需要的向心力时，即当时，物体将做近心运动，故C错误；棉花糖制作机，也是通过机器转速增加，所需要的向心力增加，发生离心现象，故D正确．故选D.
11．AD
【解析】
【详解】
若拉力突然消失，小球做离心运动，因为不受力，将沿轨迹Pa运动，故A正确．若拉力变小，拉力不够提供向心力，做半径变大的离心运动，即沿Pb运动，故B错误，D正确．若拉力变大，则拉力大于向心力，沿轨迹Pc做近心运动，故C错误．
【点睛】
此题要理解离心运动的条件，结合力与运动的关系，当合力为零时，物体做匀速直线运动．
12．BD
【解析】
【详解】
B．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，将沿切线方向做匀速直线运动，故B正确．
A．当F突然变小时，拉力小于需要的向心力，将沿轨迹b做离心运动，故A错误．
CD．若F突然变大，拉力大于需要的向心力，物体沿着轨迹c做向心运动，故C错误，D正确；
故选BD．
13．BCD
【解析】
【详解】
离心水泵工作时，利用了离心运动，将水泵中的水沿切线方向甩出水泵，不存在的力，故A错误；离心运动是物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心的运动，故B正确；运动的砂轮的转速不宜过大，目的是为了防止分子间的作用力不足以提供砂轮颗粒做离心运动而破裂，故C正确；飞行员或宇航员通过离心机进行抗荷能力训练，目的是减轻离心运动对人体的伤害，故D正确；故选BCD.
14．BD
【解析】
【详解】
AB．水滴依附的附着力是一定的，根据F=ma=mω2 R，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；
CD．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D正确，C错误；
故选BD．
【点睛】
本题是生活中圆周运动问题，要学会应用物理知识分析实际问题，理解水被甩出原理，掌握离心现象的应用，注意生活中还有哪些现象是利用离心运动．
15． 0.9m
【解析】
【详解】
[1] 细线断裂之前，绳子拉力与速度垂直，不做功，故小球的速度大小保持不变，绳子刚断裂时，拉力大小为7N，由得，此时的半径为：
由于小球每转120°半径减小0.3m，则知小球刚好转过一周，细线断裂，则小球运动的总时间为：
由题知r1=1m，r2=0.7m，r3=0.4m，v=2m/s，代入数据解得：
[2] 球每转120°半径减小0.3m，细线断裂之前，小球运动的位移大小为：