广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版必修2：2.3离心现象及其应用 课时作业（含解析）

2.3离心现象及其应用
课时作业（含解析)
1．通过阅读课本，几个同学交流对一些生活中常见的离心现象的认识。甲说：“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.”乙说：“我们坐公共汽车在急速转弯时，如果受到的向心力不够也会挤压车厢.”丙说：“铁轨在弯道处外侧铺得比内侧高，原来就是要防止火车受离心力做离心运动。”丁说，“我在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·"他们中间有一个说法有误的同学是
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
2．下列哪个措施不是为了防止离心现象造成的危害：
A．高速公路将要进入弯道处设有限速的警示标志
B．工厂里磨刀用的砂轮外侧加一个防护罩
C．高速公路上设立确定车距的标志
D．汽车车轮加装挡泥板
3．洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则下列说法错误的是(
)
A．衣服受到重力、筒壁的弹力、筒壁的摩擦力和向心力共四个力
B．筒壁对衣物的弹力随筒的转速的增大而增大
C．筒壁对衣物的向心力随筒的转速的增大而增大
D．水被甩出是因水所受的合力不足以提供向心力而发生离心运动
4．下列现象中，与离心现象无关的是
(
)
A．汽车启动时，乘客向后倾斜
B．旋转雨伞甩掉伞上的水滴
C．用洗衣机脱去湿衣服中的水
D．运动员将链球旋转后掷出
5．物理教科书中有以下四个小实验，让小明同学印象深刻。关于这四个趣味实验的说法正确的是：
A．图甲中，电流由边缘流向中心，导电液沿顺时针方向转动，
B．图乙中，在玻璃漏斗中做匀速圆周运动的小球受到的合外力是恒力
C．图丙中，如果磁铁两级和导体中电流方向同时反向，则通电导线的受力方向会发生变化
D．图丁中，滑冰运动员通过圆弧弯道处，若此时地面摩擦力突然消失，则他将在冰面上沿着轨
迹半径方向“离心”而去
6．如图所示，洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是（　　）
A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B．水会从桶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，脱水效果不会更好
D．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好
7．列属于离心现象的是（　　）
A．链球运动员加速旋转到一定速度后将链球抛开
B．汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾
C．水平抛出的物体，做平抛运动
D．锤头松了，将锤柄在石头上磕几下就可以把柄安牢
8．根据学过的物理知识判断，下列说法中错误的是（　　）
A．小轿车车尾的导电链是为了防止静电积聚
B．洗衣机的脱水筒是利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉
C．乘坐汽车时要系好安全带，这是为了防止汽车突然加速而对乘客造成伤害
D．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电
9．下列关于离心现象的说法正确的是（　　）
A．当物体所需的向心力小于提供的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消失时，它将背离圆心运动
C．做圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线作直线运动
D．做圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将作曲线运动
10．如图所示，用一端拴有钢球的细绳做“感受向心力”的实验。抡动细绳使钢球在光滑水平台面上做圆周运动，则（
）
A．绳对钢球的拉力提供向心力
B．桌面对钢球的支持力提供向心力
C．只减小钢球的绕行速度，绳的拉力将减小
D．松手后钢球仍能维持圆周运动
11．洗衣机脱水桶是利用________的原理制成的机械，将衣服放在洗衣机的甩干桶内，当甩干桶高速旋转时，衣服也随之旋转，当水的附着力________（填“大于”、“小于”或“等于”）圆周运动所需要的向心力时，衣服上的水滴就被甩出．
12．在医院里使用离心机将用过的体温计中的水银柱甩回玻璃泡里，将体温计放人离心机时，应将体温计的________
(填“玻璃泡一端”或“温度刻度一端”)靠近离心机的转轴．同样医生也可根据水银柱的___________，用手拿着体温计甩动将水银柱甩回玻璃泡．
13．如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC
和BC
的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时，，。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，求：
(1)哪根绳最先被拉断，被拉断时的线速度v1；
(2)另一根绳被拉断时的速度v2。（已知，，）
14．如图所示，有一质量为m的小球P与穿过光滑水平板中央小孔O的轻绳相连，用力拉着绳子另一端，使小球P在水平板内绕O点做直径为d、角速度为ω的匀速圆周运动。某时刻将绳子从这个状态迅速放松，后又绷直，使小球P绕O点做直径为D（）的匀速圆周运动，则：
(1)从绳子放松到拉直这段过程经历了多长时间？
(2)后一次小球做匀速圆周运动时绳上拉力为多大？
参考答案
1．C
【解析】
对于甲、乙、丁的说法：洗衣机脱水利用了水在高速旋转，附着力小于向心力时做离心运动。汽车在急速转弯时，如果受到的向心力不够做离心运动而使人挤压车厢。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。故甲乙丁的说法都是正确的.
对于丙的说法：如果铁轨在弯道处内外侧轨道一样高，火车转弯时需要的向心力有铁轨与轮缘的弹力提供，这导致轮缘和铁轨磨损严重，所以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，防止轮缘过度磨损;故丙的说法不正确.
故选C。
2．C
【解析】
A项：高速公路将要进入弯道处设有限速的警示标志,是为了防止因为离心现象而出现侧滑,故A是防止离心现象,A错误；
B项：厂里磨刀用的砂轮外侧加一个防护罩,防止因产生离心运动,对人有伤害,所以B选项是错误的；
C项：高速公路上设立确定车距的标志,不是利用离心现象,故C不是利用离心现象,C正确；D项：汽车车轮加装挡泥板,是防止静摩擦力不足提供向心力,造成飞出,所以D选项是错误的;
故选C．
3．A
【解析】
衣服受到重力、筒壁的弹力、筒壁的摩擦力共三个力作用，向心力是这些力的合力，选项A错误；筒壁对衣物的弹力充当向心力，即F向=N=mω2r，则随筒的转速的增大而增大，选项BC正确；水被甩出是因水所受的合力不足以提供向心力而发生离心运动，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.
4．A
【解析】汽车启动时，乘客向后倾斜是因为惯性，旋转雨伞甩掉伞上的水滴、用洗衣机脱去湿衣服中的水、运动员将链球旋转后掷出是离心运动现象，所以A正确；BCD错误。
5．D
【解析】
在电源外部，电流由正极流向负极；由左手定则可以判断出导电液体受到的安培力方向，从而判断出液体的旋转方向。
通电导线在磁场中的受力方向与电流方向及磁场方向有关；其关系可由左手定则进行判断
【详解】
A项：在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向（从上往下看）旋转，故A错误；
B项：图乙中，在玻璃漏斗中做匀速圆周运动的小球所受合力提供向心力，大小恒定，方向时刻改变，故B错误；
C项：由左手定则可知，电流方向和磁场方向同时改变时，通电导线的受力方向将不发生变化，故C错误；
D项：图丁中，滑冰运动员通过圆弧弯道处时做圆周运动所需的向心力由地面的摩擦力提供，如果此时地面摩擦力突然消失，运动员将做离心运动，故D正确。
故应选：D。
6．A
【解析】
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．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C不正确．中心的衣服，R比较小，角速度ω一样，所以向心力小，脱水效果差．故D错误．故选A。
7．A
【解析】
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，故A正确；汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾，是惯性现象，与圆周运动无关，故不是离心现象，故B错误；水平抛出的物体，做平抛运动，与圆周运动无关，故不是离心现象，故C错误；锤头松了，将锤柄在石头上磕几下就可以把柄安牢，是惯性现象，与圆周运动无关，故不是离心现象，故D错误；故选A.
8．C
【解析】
车尾的导电链，可以及时导走由摩擦产生的大量静电，是为了防止静电积聚，故A正确；洗衣机的脱水筒是利用离心现象来甩干衣物，故B正确；司机和前排乘客必须系好安全带，当突然刹车时，可以防止由于惯性而前冲带来的危害，故C错误；夜间高压线周围出现的绿色光晕，由于电压高，是一种微弱的尖端放电现象，故D正确．故选C．
9．C
【解析】
当物体所需的向心力小于提供的向心力时，物体将向圆心靠拢；故A错误；
做圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线作直线运动；故BD错误，C正确；故选C．
10．AC
【解析】
钢球在光滑水平台面上做圆周运动时，钢球受绳子的拉力、重力和桌面的支持力，其中绳对钢球的拉力提供向心力，桌面对钢球的支持力与重力平衡；选项A正确，B错误；只减小钢球的绕行速度，需要的向心力减小，则绳的拉力将减小，选项C正确；松手后钢球所受的向心力消失，则球不能维持圆周运动而将做直线运动，选项D错误；故选AC.
11．离心现象
小于
【解析】
衣物附在筒壁上，随洗衣机的甩干筒做圆周运动，此时，衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力．重力与摩擦力平衡，由筒壁的弹力提供向心力．根据向心力公式得到，弹力F=mω2r，当转速的增大时，m、r不变，则F增大．当大于衣服的附着力时，出现离心现象，导致水被甩出。
故答案为：离心现象；小于。
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．
12．温度刻度一端离心运动的原理
【解析】
将体温计放入离心机时，应将体温计的温度一端靠近离心机的转轴，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；用手甩温度计的原理和离心机一样，也是使水银柱做离心运动；
故答案为：温度刻度一端；离心运动。
【点睛】
当提供的力不够圆周运动所需要的向心力时，将做离心运动。
13．(1)BC先断，；(2)
【解析】
(1)当绳子拉直时，线速度再增大时，不变，而增大，所以BC绳先断，当时，根据向心力公式得
解得
(2)当BC线断后，小球线速度继续增大，当时，AC也断。设此时AC线与竖直方向夹角，则有
代入数据解得
，
14．(1)
；(2)
【解析】
(1)绳子放开后，球沿切线方向飞出，做匀速直线运动，如图
由几何关系，位移为
小球做匀速直线运动的速度v=rω，可知从绳子放松到拉直这段过程经历的时间
(2)小球沿圆弧切线方向飞出后，到达另一轨道时，绳子突然张紧，将速度沿切线方向和半径方向正交分解，沿半径方向的分速度突然减为零，以切线方向的分速度绕此轨道匀速圆周运动，如图
由几何关系得到
根据牛顿第二定律得