2019-2020学年高中物理沪科版必修2：2.4研究离心现象及其应用 课时作业1（含解析）

2.4研究离心现象及其应用
课时作业（含解析)
1．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
2．下列汽车行驶中各情形和离心运动有关的是（　　）
A．雪地里汽车轮胎打滑
B．汽车通过圆形拱桥
C．汽车在平直公路上加速前进
D．汽车在转弯时由于速度太快导致翻车
3．下列说法正确的是（
　）
A．竖直平面内做匀速圆周运动的物体，其合外力可能不指向圆心
B．匀速直线运动和自由落体运动的合运动一定是曲线运动
C．曲线运动的物体所受合外力一定为变力
D．火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将挤压铁轨的外轨
4．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，小球将沿轨迹做离心运动
B．若拉力突然变小，小球可能沿轨迹做离心运动
C．若拉力突然变小，小球可能沿轨迹做离心运动
D．若拉力突然变大，小球可能沿轨迹做向心运动
5．如图所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服(　　)
A．受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用
B．所需的向心力由重力提供
C．所需的向心力由弹力提供
D．转速越快，弹力越大，摩擦力也越大
6．下列关于离心现象的说法中错误的是（　　）
A．当物体所受到的离心力大于向心力时产生离心现象
B．洗衣机脱水时是利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉的
C．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．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失后，物体将沿着圆周切线方向运动
7．物体m用线通过光滑的水平板间小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减少M的重量，则物体m的轨道半径r，角速度ω，线速度v的大小变化情况是
A．r不变.
v变小
B．r增大，ω减小
C．r减小，v不变
D．r减小，ω不变
8．下列现象中属于防止离心现象带来危害的是（
）
A．为使火车安全通过弯道，修建铁路时常把外轨道修得比内轨道高一些
B．汽车在过弯道时，阴雨天气容易冲出轨道
C．洗衣机脱水桶转动时可以将湿衣服上的水甩去
D．公共汽车急刹车时，乘客容易向前倾倒
9．撑开的带有水滴的伞绕着伞柄在竖直面内旋转，伞面上的水滴随伞做曲线运动．若有水滴从伞面边缘最高处O飞出，如图所示．则飞出伞面后的水滴可能
A．沿曲oa运动
B．沿直线ob运动
C．沿曲线oc运动
D．沿圆弧od运动
10．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
11．关于生活中的圆周运动，下列说法错误的是
A．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
B．铁轨在弯道处外侧铺得比内侧高，可减轻轮缘对铁轨的侧向挤压
C．以某一恒定速率转弯的汽车，越靠近外侧车道，所需的向心力越大
D．游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象
12．下列一些说法中正确的有（
）
A．产生离心现象的原理有时可利用为人类服务
B．汽车转弯时要利用离心现象防止事故
C．汽车转弯时要防止离心现象的发生，避免事故发生
D．洗衣机脱水桶脱干衣服利用的是离心现象
13．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，车对桥的压力大于汽车的重力
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
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，从而沿切线方向甩出
14．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。
15．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______，脱水桶能使衣服脱水是物理中的______现象．
海尔波轮洗衣机主要技术参数
电源：220V50Hz
脱水方式：离心式
洗涤功率：330W脱水功率：280W
洗涤转速：40转分脱水转速：900转分
尺寸长宽高
内桶直径深度
参考答案
1．A
【解析】
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。
2．D
【解析】
A．汽车在雪地里轮胎打滑，是摩擦力不足，与离心运动无关，A错误；
B．汽车通过圆形拱桥，并没有飞起，故不是离心运动，B错误；
C．汽车在平直公路上加速前进，与离心运动无关，C错误；
D．根据
所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，D正确。
故选D。
3．D
【解析】
A、竖直平面内做匀速圆周运动，合力一定指向圆心；故A错误.
B、匀速直线运动和自由落体运动的合运动不一定是曲线运动，如竖直上抛运动，这两个分运动在同一直线上；故B错误.
C、曲线运动的物体合外力可能不变，比如平抛运动；故C错误.
D、当火车超过限定的速度转弯，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时车轮轮缘会挤压铁轨的外轨；故D正确.
故选D.
4．B
【解析】
A．若拉力突然消失，小球做离心运动，因为水平方向不受力，将沿Pa轨迹运动，故A正确，不符合题意；
BC．若拉力突然变小，拉力不够提供向心力，做半径变大的离心运动，即可能沿轨迹Pb做离心运动，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．若拉力突然变大，则拉力大于向心力，可能沿轨迹做向心运动，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．C
【解析】
A．
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，故A错误；
BCD．
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C正确，BD错误。
故选C。
6．A
【解析】
A．离心力是不存在的，因为它没有施力物体。所以物体不会受到离心力，A选项符合题意，故A正确。
B．洗衣机脱水时，附着在衣服上的水份被甩掉，是因为提供的向心力不满足所需要的向心力，做离心运动，B选项不合题意，故B错误；
C．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。C选项不合题意，故C错误；
D．当物体不受力或受到的合外力为零时，物体保持静止或匀速直线运动状态。所以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。D选项不合题意，故D错误。
故选A。
7．B
【解析】
试题分析：物体做匀速圆周运动，绳子拉力提供向心力，稳定时绳子的拉力等于M的重力，可以得出M的重力来提供物体m的向心力．如果减少M的重量，拉力不足以提供物体做圆周运动的向心力，物体会出现离心现象，导致半径r变大，物块M会上升，重力势能增大，由于系统机械能守恒，物体m的动能就会减小，速度v会减小，所以A项错误；半径r变大，速度v减小，向心力减小再次等于物块M的重力时再次稳定，根据向心力公式，其中半径r变大，向心力减小，角速度一定减小，所以B项正确；由于线速度v减小，半径r变大，所以C项错误；综上所述，D项错误．
考点：本题考查了圆周运动向心力和动态变化的分析
8．A
【解析】
在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨，目的是由重力的分力提供一部分向心力，弥补向心力不足，防止车速过大，火车产生离心运动而发生侧翻，故A正确；汽车在过弯道时，阴雨天气时，因需要的向心力小于轮胎与地面的最大摩擦力而容易冲出轨道，这是离心现象带来的危害，不是离心现象的防止，选项B错误；洗衣机脱水桶高速旋转把附着在衣服上的水分，是利用离心作用将水从衣服甩掉，是利用的离心运动，故C错误．公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒是由于惯性，与离心现象无关，故D错误．故选A．
9．C
【解析】
水滴从伞面边缘最高处O飞出后，沿切线方向做平抛运动，沿曲线oc运动；
故选C；
【名师点睛】
解决本题的关键知道曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向
10．D
【解析】
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.
11．C
【解析】
A、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，故选项A正确；
B、铁轨在转弯处外侧铺得比内侧高，让重力和支持力的合力提供向心力，可减轻轮缘对铁轨的侧向挤压，故选项B正确；
C、根据牛顿第二定律，可见以恒定的速率转弯，弯道半径越大，需要的向心力越小，故选项C错误；
D、游乐园里玩的吊椅转得越快，需要的向心力越大，外力不够提供时，就会做离心运动，离转轴就越远，故选项D正确；
说法错误的是选选项C．
12．ACD
【解析】
A．产生离心现象的原理有时可利用为人类服务，比如洗衣机脱水桶脱干衣服．故A正确；
BC．因为，所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故B错误C正确；
D．洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故D正确．
故选ACD。
13．AB
【解析】
A．汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度向心加速度，处于超重状态，故对桥的压力大于重力，故A正确；
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，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力，此时轮缘与轨道间无挤压，故B正确；
C．水流星在最高点时重力完全提供向心力，所以受重力作用，故C错误；
D．离心力与向心力并非物体实际受力，而是衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象，故D错误。
故选AB。
14．
0.9m
【解析】
[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：
15．1775
离心
【解析】
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．