高中物理 2_3离心现象及其应用练习 粤教版必修21

第三节离心现象及其应用一、单项选择题1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就将做离心运动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【答案】D【解析】物体一直不受外力的作用，此时物体受到的只有重力，所以物体将做自由落体运动或者是平抛运动，不是离心运动，所以A错误；向心力的突然变大时，合力大于了物体需要的向心力，物体要做向心运动，所以B错误；合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动，所以向心力的数值发生变化也可能做向心运动，故C错误；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，所以D正确2用绳子拴一个小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，当绳子突然断了以后，物体的运动情况是()A沿半径方向接近圆心 B沿半径方向远离圆心C沿切线方向做直线运动 D仍维持圆周运动【答案】C【解析】当绳子断了以后，向心力消失，物体做离心运动，由于惯性，物体沿切线方向做直线运动选项A、B、D错误，选项C正确图2373试管中装了血液，封住管口后，将此管固定在转盘上，如图237所示，当转盘以一定角速度转动时()A血液中密度大的物质将聚集在管的外侧B血液中密度大的物质将聚集在管的内侧C血液中密度大的物质将聚集在管的中央D血液中的各物质仍均匀分布在管中【答案】A【解析】密度大，则同体积其质量大，由Fmr2可知其需要的向心力大，将做离心运动，A对4半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一个小物体A，今给它一个水平的初速度v0，则物体将()A沿球面下滑到水平面B先沿球面下滑一段，然后离开球面做斜下抛运动C按半径大于R的新的圆弧轨道做圆周运动D立即离开半球做平抛运动【答案】D【解析】在最高点，物体的速度达到，此时A对半圆球的压力为零，做平抛运动，离开了球面二、双项选择题5做离心运动的物体，它的速度变化情况是()A速度的大小不变，方向改变B速度的大小改变，方向不变C速度的大小和方向可能都改变D速度的大小和方向可能都不变【答案】CD【解析】若向心力突然消失，物体沿切线方向飞出，速度大小和方向都不变；若向心力不足，物体做逐渐远离圆心的运动，速度的大小和方向都改变，所以C、D正确6为了防止物体做离心运动而造成损失，下列做法正确的是()A汽车转弯时要限定速度B洗衣机转动给衣服脱水C转速较高的砂轮半径不宜太大D将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖”【答案】AC【解析】因为F向心m，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A正确；洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故B错误；因为F向心m所以转速很高的砂轮所需的向心力就大，转速很高的砂轮半径做得太大，就会出现砂轮承受不了巨大的力而断裂，出现离心运动所以砂轮要做的小一些故C正确；将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转，使其做离心运动，从而制成“棉花糖”，故D错误7洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时()A衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力B衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力C筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大D筒壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大【答案】AC【解析】对衣服进行受力分析，可知A正确，在竖直方向上衣物的重力等于其静摩擦力，D错，向心力由弹力提供Fm2r，故C正确，B错8如图238所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正方体物块B、C处物块的质量相等且为m，A处物块的质量为2m；点A、B与轴O的距离相等且为r，点C到轴O的距离为2r，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是()图238AC处物块的向心加速度最大BA处物块受到的静摩擦力最小C当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块D当转速继续增大时，最后滑动起来的只是A处的物块【答案】AC【解析】A、B、C处的滑块没有发生滑动时角速度相同，由a2r知C处物块的向心加速度最大，A选项正确，由fFm2r知B处的物块的静摩擦力最小，B选项错，因f静mg，所以当转速增大时，C处的物块最先滑动，选项C正确，D选项错三、非选择题图2399宇航员在航天之前需要进行多种训练，其中图239是离心实验器的原理图可以用此实验研究过荷对人体的影响，测定人体的抗荷能力离心试验器转动时，被测者做匀速圆周运动现观察到图中的直线AB(线AB与舱底垂直)与水平杆成30角，则被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍？【答案】2倍图231010如图2310所示，有一水平旋转的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，弹簧的一端固定在轴O上，另一端挂一质量为m的物体A，物体与盘面的动摩擦因数为(视最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，开始时弹簧未发生形变，长度为R，求：(1)当圆盘的角速度为多少时，物体A开始滑动？(2)当圆盘的角速度为2时，弹簧的伸长量为多少？【答案】(1)(2)【解析】当圆盘的速度较小时，则静摩擦力完全可以提供向心力，当圆盘速度较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力(1)当物体A开始滑动时，由最大静摩擦力提供向心力，则有mgmR2，故 ，即当圆盘的角速度 再增加时，物体A开始滑动(2)当圆盘的转速为2时，有mgkxm(2)2r，rRx.由得x.