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2（含解析）

2.4研究离心现象及其应用
课时作业（含解析)
1．下列现象中，不是利用离心现象的是
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
2．如图所示为“感知向心力”实验示意图，细绳一端拴着一个小砂桶，用手在空中抡动细绳另一端，使小砂桶在水平面内做圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．细绳所提供的力就是向心力
B．只增大砂桶的线速度，细绳上拉力不变
C．只增大砂桶的质量，细绳上拉力将增大
D．突然放开绳子，小砂桶将做直线运动
3．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助火车转弯
C．“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力
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
4．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．旋转雨伞上的水滴
C．汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾斜
D．运动员将链球旋转起来后掷出
5．洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中不正确的是（　　）
A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
C．水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故
D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好
6．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．杂技演员表演”水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于失重状态，不受重力作用
B．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力
C．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
D．洗衣机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
7．如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则（　　）
A．衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用
B．加快脱水筒转动角速度，筒壁对衣服的摩擦力也变大
C．当衣服对水滴的附着力不足以抵消水滴受到的离心力时，衣服上的水滴将做离心运动
D．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
8．在2016年短道速滑世锦赛中，我国选手韩天宇在男子超级3000米赛事中以4分49秒450夺冠，并获得全能冠军。如图1所示，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。现把这一运动项目简化为如下物理模型: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2所示），下列说法正确的是（　　）
A．发生侧滑是因为运动员受到离心力的作用
B．发生侧滑是因为运动员只受到重力和滑道弹力两个力作用，没有向心力
C．只要速度小就不会发生侧滑
D．若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa与Ob之间
9．正常情况下，汽车在水平路面上转弯时，所需要的向心力由地面对汽车的静摩擦力提供。下列说法正确的是（　　）
A．转弯时速度过小，汽车将做离心运动而易造成事故
B．转弯时速度过大，汽车将做离心运动而易造成事故
C．该静摩擦力的方向与汽车行驶的速度方向相反
D．该静摩擦力的方向与汽车行驶的速度方向相同
10．如图所示，当外界提供的向心力F＝mrω2时，小球恰好在Ⅲ轨道上做匀速圆周运动.下列关于小球运动的说法中正确的是(　　)
A．当外界提供的向心力突然消失时，小球将沿Ⅰ轨道运动，这种运动不叫离心运动
B．当外界提供的向心力F>mrω2时，小球可能沿Ⅱ轨道做离心运动
C．当外界提供的向心力FD．只要外界提供的向心力F不等于mrω2时，小球就将沿Ⅱ轨道做离心运动
11．如图，在竖直平面内固定半径为r的光滑半圆轨道，小球以水平速度v0从轨道外侧面的A点出发沿圆轨道运动，至B点时脱离轨道，最终落在水平面上的C点，不计空气阻力、下列说法正确的是（
）
A．从A到B过程，小球沿圆切线方向加速度逐渐增大
B．从A到B过程，小球的向心力逐渐增大
C．从B到C过程，小球做变加速曲线运动
D．若从A点静止下滑，小球能沿圆轨道滑到地面
12．如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则（
）
A．衣服随圆筒做圆周运动的向心力由静摩擦力提供
B．圆筒转速增大，衣服对筒壁的压力也增大
C．圆筒转速增大以后，衣服所受摩擦力也增大
D．圆筒转速足够大时，衣服上的水滴将做离心运动
13．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．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的?最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C．摩托车过凸型路面时，若速度过快，容易飞离地面
D．洗衣机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．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a=________m/s2，（π取3.14，结果保留整数。）脱水桶能使衣服脱水是物理中的________现象．
15．做匀速圆周运动的物体，如果合外力减小，物体将脱离原来的轨道做________运动；如果合外力增大，物体将脱离原来的轨道做________运动；如果合外力突然消失，物体将沿着轨迹________方向做匀速直线运动．
参考答案
1．B
【解析】
A.用洗衣机脱水，是利用了离心现象，故A正确。
B.汽车转弯时要减速，是防止离心现象，故B错误。
C.用离心沉淀器分离物质，是利用了离心现象，故C正确。
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正确。
本题选不是利用离心现象的，故选B。
2．C
【解析】
A．对砂桶受力分析，如图所示
细绳的拉力和重力的合力提供向心力，故A错误；
B．根据合可知，只增大沙桶线速度，则合力将会增大，细绳上拉力也将会增大，故B错误；
C．根据受力分析可有
只增大砂桶的质量，则细绳上拉力将增大，故C正确；
D．突然放开绳子，向心力消失，小沙桶沿轨迹切线方向飞出做平抛运动，故D错误；
故选C。
3．C
【解析】
A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律
可知
汽车处于超重状态，A错误；
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是在合适的速度下，减小车轮与轨道之间的压力，B错误；
C．“水流星”匀速转动过程中，在最高点处
在最低点
所以
结合牛顿第三定律可知在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力，C正确；
D．洗衣机脱水桶的原理是水滴受到的力小于它所需要的向心力，所以水滴做离心运动，脱离衣服，达到脱水的目的，D错误。
故选C。
4．C
【解析】
A．脱水桶高速转动时，需要的向心力的大小大于了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，
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，
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，
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，
本题选与离心现象无关的，故选C。
5．C
【解析】
A．脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁。故A正确，不符合题意；
B．根据F=ma=mω2R，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B正确，不符合题意；
C．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C错误，符合题意；
D．靠近中心的衣服，转动半径R比较小，角速度ω一样，所以向心力小，脱水效果差。故D正确，不符合题意。
故选C。
6．C
【解析】
A．物体所受重力与物体的运动状态无关，杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于失重状态，但仍受重力作用，故A错误；
B．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律，汽车受合力向上，因此车对桥的压力大于汽车的重力，故B错误；
C．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让支持力的水平分力来提供火车做圆周运动的向心力，减轻轮缘与外轨的挤压，故C正确；
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的力不足以提供它做匀圆周运动的向心力，因此水做离心运动，沿切线方向甩出，故D错误。
故选C。
7．D
【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；
B．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，随着脱水筒转动的角速度增加，摩擦力不变，水平弹力变大，故B错误；
CD．对于水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，随着圆桶转速的增加，需要的向心力增加，当附着力不足以提供需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【解析】
ABC．运动员受重力、滑道的弹力和摩擦力作用，发生侧滑是因为运动员受到地面的摩擦力不足以提供做圆周运动的向心力，即使速度小也可能会发生侧滑，选项ABC错误；
D．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D正确。
故选D。
9．B
【解析】
本题考察对圆周运动的理解。
【详解】
AB．转弯时速度过大，所需的向心力越大，摩擦力不足，汽车将做离心运动而易造成事故。
故A错误，B正确；
C．该静摩擦力充当向心力，指向轨迹的圆心，与行驶速度不在同一直线上。故CD错误。
故选B。
10．C
【解析】
A．当外界提供的向心力突然消失时，小球将沿I轨道运动，这种运动叫离心运动，所以A正确；
B．当外界提供的向心力F＞mrω2时，小球将做近心运动，故B错误；
C．当外界提供的向心力F＜mrω2时，小球将沿II轨道做离心运动，故C正确；
D．当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，此时物体做的就是离心运动，当大于mrω2时，小球就将做近心运动，故D错误。
故选AC。
11．AB
【解析】
设重力mg与半径的夹角为，对圆弧上的小球受力分析，如图所示
A．建立沿径向和切向的直角坐标系，沿切向由牛顿第二定律有
因夹角逐渐增大，增大，则小球沿圆切线方向加速度逐渐增大，故A正确；
B．从A到B过程小球加速运动，线速度逐渐增大，由向心力可知，小球的向心力逐渐增大，故B正确；
C．从B到C过程已离开圆弧，在空中只受重力，则加速度恒为g，做匀变速曲线运动（斜下抛运动），故C错误；
D．若从A点静止下滑，当下滑到某一位置时斜面的支持力等于零，此时小球会离开圆弧做斜下抛运动而不会沿圆轨道滑到地面，故D错误。
故选AB。
12．BD
【解析】
ABC．衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力的作用，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，随着圆筒转速的增加，弹力增加，但静摩擦力不变，根据牛顿第三定律知，选项B正确，选项AC错误；
D．对水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，随着圆筒转速的增加，水滴做圆周运动需要的向心力增加，当附着力不足以提供水滴需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，选项D正确。
故选BD。
13．BC
【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，超重，故对桥的压力大于重力，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完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确；
C.摩托车过凸型路面时，根据牛顿第二定律可知，当支持力为零时，摩托车容易飞离桥面，故速度越大越容易飞离地面，故C正确；
D.衣机脱水桶的脱水原理是：是水滴需要提供的向心力较大，力无法提供，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误；
故选BC。
14．1775；
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．
15．离心
向心
切线
【解析】
根据物体做匀速圆周运动的条件，可知F=
，当F>时，物体做向心运动，当F<
时，物体做离心运动；当F=0时，物体将沿着轨迹的切线方向做匀速直线运动．
故答案：离心，向心，切线
点睛：当物体受到的合外力等于物体做圆周运动的向心力时，物体做圆周运动；当物体受到的合外力小于物体做圆周运动的向心力时，物体将脱离原来的轨道做离心运动；当物体受到的合外力大于物体做圆周运动的向心力时，物体将脱离原来的轨道做近心运动；当合外力突然消失，物体将沿着轨迹的切线方向做匀速直线运动．
16．B
离心
【解析】
在使用体温计之前，都要将里面的水银甩回到泡里，在甩动的时候，手要拿着B端，使得水银柱受到的力不够圆周运动所需的向心力，做离心运动而甩回玻璃泡里，是使水银柱做离心运动．
点睛：解决本题的关键知道当提供的力等于所需要的力，物体做圆周运动；当提供的力不够所需要的力，物体做离心运动；当提供的力大于所需要的力，物体做近心运动．