粵教版必修二 離心現(xiàn)象及其應用 第1課時 作業(yè).docx

粵教版高中物理必修二 2.3離心現(xiàn)象及其應用 同步測試一、單選題1.下列現(xiàn)象中是為了利用物體產(chǎn)生離心運動的是（ ） a.汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度b.轉(zhuǎn)速很快的砂輪半徑不能做得太大c.在修筑鐵路時，轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)道的內(nèi)軌要低于外軌d.離心水泵工作時2.如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力f作用下做勻速圓周運動若小球運動到p點時，拉力f發(fā)生變化，關于小球運動情況的說法正確的是（ ）a.若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運動b.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運動c.若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運動d.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epc運動3.設某高速公路的水平彎道可看成半徑是r的足夠大的圓形彎道，若汽車與路面間的動摩擦因數(shù)為，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力那么關于汽車在此彎道上能安全轉(zhuǎn)彎的速度，下列四種說法中正確的是（） a.大于 b.一定等于 c.最好是小于 d.對轉(zhuǎn)彎速度沒有什么要求，駕駛員水平高，轉(zhuǎn)彎速度可大些4.如圖所示，在光滑水平面上，小球在輕繩的拉力作用下做勻速圓周運動的軌跡為a，若小球到達p點時輕繩突然斷裂，則小球運動的軌跡是（ ） a.軌跡ab.軌跡bc.軌跡cd.軌跡d5.如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力f作用下做勻速圓周運動，若小球運動到p點時，拉力f發(fā)生變化，下列關于小球運動情況的說法不正確的是（） a.若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運動b.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運動c.若拉力突然變小，小球?qū)⒖赡苎剀壽Epb做離心運動d.若拉力突然變大，小球?qū)⒖赡苎剀壽Epc做向心運動6.如圖所示，當汽車通過拱橋頂點的速度為10m/s時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時，不受摩擦力作用，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢獮椋╣=10m/s2）（ ）a.15 m/sb.20 m/sc.25 m/sd.30 m/s7.如圖所示，汽車以速度v安全通過一弧形的拱橋頂端時，關于汽車受力的說法中正確的是（ ）a.汽車的向心力就是它所受的重力b.汽車受到的支持力比重力大c.汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用d.汽車的向心力是它所受的重力與支持力的合力提供，方向指向圓心8.下列哪些做法不是為了防止物體產(chǎn)生離心運動（） a.汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎時要限制速度的大小b.轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑不能做得太大c.在修筑鐵路時，轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)側(cè)軌道要低于外側(cè)軌道d.用洗衣機脫去濕衣服中的水9.如圖所示足夠大的傾角為的光滑斜面固定放置，在其上有一固定點o，o點連接一長為l的細線，細線的另一端連接一可以看做質(zhì)點的小球。原來小球處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)給小球一與細線垂直的初速度v0 ， 使小球能在斜面內(nèi)做完整的圓周運動，則v0的最小值為（）a.b.c.d.10.如圖所示，汽車車廂頂部懸掛一個輕質(zhì)彈簧，彈簧下端拴一個質(zhì)量為m的小球，當汽車以某一速率在水平地面上勻速行駛時彈簧長度為l1；當汽車以同一速度勻速率通過一個橋面為圓弧形凸形橋的最高點時，彈簧長度為l2 ， 下列答案中正確的是（ ）a.l1=l2b.l1l2c.l1l2d.前三種情況均有可能二、多選題11.火車提速是當今交通發(fā)展的必然若火車轉(zhuǎn)彎近似看成是做勻速圓周運動，火車速度提高可能會使外軌受損為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時不使外軌受損這一難題，你認為以下措施可行的是（ ） a.增加內(nèi)外軌的高度差b.減小內(nèi)外軌的高度差c.減小彎道半徑d.增大彎道半徑12.下列關于離心現(xiàn)象的說法，正確的是（ ） a.做勻速圓周運動的物體所受合力消失時，它將背離圓心運動b.做勻速圓周運動的物體所受合力消失時，將做直線運動c.洗衣機烘干桶將衣物甩干利用了離心現(xiàn)象d.將體溫計中的水銀甩回玻璃泡內(nèi)利用了離心現(xiàn)象13.做離心運動的物體，下面說法正確的是（ ） a.離心現(xiàn)象是因為向心力小于離心力b.離心現(xiàn)象是因為合外力不足以提供物體做圓周運動所需向心力c.速度的大小改變，方向不變d.速度大小和方向都可能改變?nèi)⑻羁疹}14.下述各種現(xiàn)象，屬于利用離心運動的是_；屬于防止離心運動的是_ a洗衣機脫水的運動b離心沉淀器分離物質(zhì)c汽車轉(zhuǎn)彎時減速d汽車過橋時減速e站在公交車里的乘客，在汽車轉(zhuǎn)彎時會用力拉住扶手 15.某全自動洗衣機技術參數(shù)如表，估算脫水筒脫水時衣服所具有的向心加速度a=_m/s2 ， 是重力加速度g的_倍，脫水筒能使衣服脫水是物理中的_現(xiàn)象（g取10m/s2） 波輪洗衣機主要技術參數(shù)電源：220v 50hz脫水方式：離心式洗滌功率：330w脫水功率：280w洗滌轉(zhuǎn)速：40轉(zhuǎn)/分脫水轉(zhuǎn)速：900轉(zhuǎn)/分尺寸（長寬高）mm500530900內(nèi)筒（直徑深度）mm40068016.做勻速圓周運動的物體，如果合外力減小，物體將脫離原來的軌道做_運動；如果合外力增大，物體將脫離原來的軌道做_運動；如果合外力突然消失，物體將沿著軌跡_方向做勻速直線運動 四、解答題17.觀察如圖所示的自行車，指出車上缺少什么裝置？該車在泥濘的道路上行駛，有什么不便？五、綜合題18.如圖，用細繩一端系著的質(zhì)量為m=1kg的物體a靜止在水平轉(zhuǎn)盤上，細繩另一端通過轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔o吊著質(zhì)量為m=0.3kg的小球b，a的重心到o點的距離為0.5m若a與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)=0.2，轉(zhuǎn)盤以一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，小球b始終保持靜止，取g=10m/s2 ， 求：（1）若a球的線速度大小為1m/s時的加速度大小； （2）若a球恰好不受摩擦力，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度的大小 （3）為使b球保持靜止，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的最大角速度的大小 19.如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動半徑為1m ， 小杯通過最高點的速度為4m/s ， g取10m/s2 ， 求： （1）在最高點時，繩的拉力？ （2）在最高點時水對小杯底的壓力？ （3）為使小杯經(jīng)過最高點時水不流出，在最高點時最小速率是多少？ 答案解析部分一、單選題1.【答案】d 【解析】【解答】解：a、因為fn=m ，所以速度越快所需的向心力就越大，汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度，來減小汽車所需的向心力，防止離心運動故a錯誤b、很快的砂輪半徑不能做得太大，是為了防止外側(cè)的砂輪被甩出，所以是防止離心運動；故b錯誤；c、在修筑鐵路時，轉(zhuǎn)彎處軌道的內(nèi)軌要低于外軌，可以提供更多的向心力，防止火車產(chǎn)生離心運動；故c錯誤；d、離心水泵工作時也是利用了離心運動，故d正確；故選：d【分析】做圓周運動的物體，在受到指向圓心的合外力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動2.【答案】a 【解析】【解答】解：在水平面上，細繩的拉力提供m所需的向心力，a、當拉力消失，物體受力合為零，將沿切線方向做勻速直線運動，即沿軌跡pa做離心運動，故a正確b、當拉力突然變小，則向心力大于拉力，因此小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運動，故b錯誤，d也錯誤；c、當拉力突然變大，則向心力小于拉力，因此小球?qū)⒀剀壽Epc做離心運動，故c錯誤；故選：a【分析】本題考查離心現(xiàn)象產(chǎn)生原因以及運動軌跡，當向心力突然消失或變小時，物體會做離心運動，運動軌跡可是直線也可以是曲線，要根據(jù)受力情況分析3.【答案】c 【解析】【解答】汽車在圓弧水平彎道路面行駛，做圓周運動其所需要的向心力由靜摩擦力提供：f靜=m 由上式可知，當靜摩擦力越大時，速度也越大所以靜摩擦力最大時，速度達最大即fm靜=m vm= 所以汽車的安全速度小于最大速度，及v 故選：c【分析】汽車在圓弧水平彎道路面行駛，做的是圓周運動此時汽車需要的向心力是由靜摩擦力提供的，而汽車的最大安全速度是指由路面的最大靜摩擦力提供向心力，從而求出的速度當速度再大時，汽車就會側(cè)向滑動，失去控制了4.【答案】d 【解析】【解答】解：小球在拉力f作用下繞圓心o做勻速圓周運動時，拉力等于向心力，當拉力f突然消失時，由于慣性，物體將沿切線pd做離心運動故d正確 故選：d【分析】小球在拉力f作用下繞圓心o做勻速圓周運動時，拉力等于向心力，拉力突然消失時，速度還沒有來得及發(fā)生變化，所需要的向心力不變，物體將沿切線方向飛出5.【答案】b 【解析】【解答】a、在水平面上，細繩的拉力提供m所需的向心力，當拉力消失，物體受力合為零，將沿切線方向做勻速直線運動，故a正確bc、當向心力減小時，將可能沿pb軌道做離心運動，故b錯誤，c正確d、若拉力突然變大，拉力大于向心力，小球做向心運動，故d正確本題選錯誤的，故選：b【分析】本題考查離心現(xiàn)象產(chǎn)生原因以及運動軌跡，當向心力突然消失或變小時，物體會做離心運動，運動軌跡可是直線也可以是曲線，要根據(jù)受力情況分析6.【答案】b 【解析】【解答】解：根據(jù)牛頓第二定律得， ，即 解得：r=40m當摩擦力為零時，支持力為零，有：mg= ，解得 故b正確，a、c、d錯誤故選b【分析】根據(jù)豎直方向上的合力提供向心力求出橋的半徑，當汽車不受摩擦力時，支持力為零，則靠重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出汽車通過橋頂?shù)乃俣?.【答案】d 【解析】【解答】解：ad、汽車以速度v安全通過一弧形的拱橋頂端時，靠重力和支持力的合力提供向心力，故a錯誤，d正確b、在最高點，合力方向豎直向下，可知支持力小于重力，故b錯誤c、汽車在最高點受到重力、支持力、牽引力和摩擦力，故c錯誤故選：d【分析】汽車過拱橋，做圓周運動，在最高點，由指向圓心的合力提供向心力，受力分析時不能分析向心力8.【答案】d 【解析】【分析】a、由可知，速度越快則所需的向心力越大，汽車轉(zhuǎn)彎時一定要限制速度，從而來減小需要的向心力；防止離心現(xiàn)象的發(fā)生；故a不正確；b、由向心力公式可知，轉(zhuǎn)速很高的吵輪所需向心力很大，轉(zhuǎn)速很高的吵輪若半徑大，則可以出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，從而出現(xiàn)離心現(xiàn)象；故為了防止離心現(xiàn)象，應將砂輪做的小一點；故b不正確；c、在修筑鐵路時，轉(zhuǎn)彎處軌道的內(nèi)軌要低于外軌，這樣可以提供更多的向心力，防止火車出現(xiàn)離心現(xiàn)象；故c不正確；d、洗衣機脫水是應用了離心現(xiàn)象；不是防止，故d正確；本題選防止離心現(xiàn)象的，故選：d【點評】做圓周運動的物體，在受到指向圓心的合外力突然消失時或者不足以提供向心力時，物體將會做離心運動。9.【答案】c 【解析】【分析】在垂直斜面方向上小球受力平衡，在沿著斜面方向上小球受到拉力和重力的一個分力，把重力等效為，此時在最低點由半徑方向的合力提供向心力，在最高點繩子的拉力為零時，v0取最小值有，從最低點到最高點，小球的機械能守恒，由此可知，c對?！军c評】做圓周運動的物體，能經(jīng)過最高點的臨界條件為只有重力提供向心力，本題中可等效為沿著斜面方向的重力場求解。10.【答案】b 【解析】【解答】解：當汽車在水平面上做勻速直線運動時，設彈簧原長為l0 ， 勁度系數(shù)為k根據(jù)平衡得：mg=k（l1l0）解得； 當汽車以同一勻速率通過一個橋面為圓弧形凸形橋的最高點時，由牛頓第二定律得： 解得：l2= +l0 兩式比較可得：l1l2 ， 故acd錯誤，b正確；故選：b【分析】先對小球在水平面上做勻速直線運動，受力分析，根據(jù)平衡求出l1 ， 然后對以同一速度勻速率通過一個橋面為圓弧形凸形橋的最高點的小球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求彈簧長度l2 ， 再對l1l2比較即可二、多選題11.【答案】a,d 【解析】【解答】解：火車轉(zhuǎn)彎時為減小外軌所受壓力，可使外軌略離于內(nèi)軌，使軌道形成斜面，若火車速度合適，內(nèi)外軌均不受擠壓此時，重力與支持力的合力提供向心力，如圖f=mgtan=m 得：v= ；當火車速度增大時，應適當增大轉(zhuǎn)彎半徑或增加內(nèi)外軌道的高度差；故選：ad【分析】火車轉(zhuǎn)彎時需要向心力，若重力和軌道的彈力的合力充當向心力，則內(nèi)外軌道均不受側(cè)壓力；根據(jù)向心力公式可得出解決方案12.【答案】bcd 【解析】【解答】解：a、做勻速圓周運動的物體，當它所受的合外力突然變?yōu)榱銜r，它將沿圓周的切線方向做勻速直線，所以a錯誤，b正確 c、洗衣機烘干桶將衣物甩干利用了離心現(xiàn)象，當速度達到一定值時，提供的力小于所需要的力，出現(xiàn)離心現(xiàn)象，故c正確d、同理，體溫計中的水銀甩回玻璃泡內(nèi)，也利用了離心現(xiàn)象，所以d正確故選：bcd【分析】當物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，物體就要遠離圓心，此時物體做的就是離心運動13.【答案】bd 【解析】【解答】解：a、離心現(xiàn)象是物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，物體就要遠離圓心，物體沒有離心力，故a錯誤； b、做圓周運動的物體，在受到指向圓心的合外力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動故b正確；cd、當合外力突然消失，做勻速直線運動；當不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，做曲率半徑增大的曲線運動，則速度大小與方向均改變，故c錯誤，d正確故選：bd【分析】當物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，物體就要遠離圓心，此時物體做的就是離心運動三、填空題14.【答案】ab；de 【解析】【解答】a、洗衣機脫水工作就是應用了水的離心運動；b、離心沉淀器分離物質(zhì)是利用離心運動來分離物質(zhì)；c、汽車轉(zhuǎn)彎時減速是防止靜摩擦力不足提供向心力而做離心運動；d、汽車過橋時減速是直線運動，與離心運動無關；e、站在公交車里的乘客，在汽車轉(zhuǎn)彎時會用力拉住扶手，防止離心運動；故利用離心運動的是ab ， 屬于防止離心運動的是de；故答案為：ab，de【分析】做圓周運動的物體，在受到指向圓心的合外力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動15.【答案】1775；177.5；離心 【解析】【解答】解：衣服做勻速圓周運動，合力指向圓心，對衣服受力分析，受重力、向上的靜摩擦力、指向圓心的支持力，如圖 脫水時的角速度： ran/s根據(jù)牛頓第二定律得：ma=mr2所以：a= 則 脫水筒能使衣服脫水是利用衣服對誰的吸附力遠小于水做圓周運動的向心力來進行脫水，屬于物理中的離心現(xiàn)象故答案為：1775，177.5，離心【分析】衣服隨脫水桶一起做勻速圓周運動，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向心力，豎直方向合力為零根據(jù)牛頓第二定律進行分析16.【答案】離心；向心；切線 【解析】【解答】解：根據(jù)物體做勻速圓周運動的條件，可知 f= ，當 時，物體做向心運動，當 時，物體做離心運動；當f=0時，物體將沿著軌跡的切線方向做勻速直線運動 故答案：離心，向心，切線【分析】當物體受到的合外力等于物體做圓周運動的向心力時，物體做圓周運動；當物體受到的合外力小于物體做圓周運動的向心力時，物體將脫離原來的軌道做離心運動；當物體受到的合外力大于物體做圓周運動的向心力時，物體將脫離原來的軌道做近心運動；當合外力突然消失，物體將沿著軌跡的切線方向做勻速直線運動四、解答題17.【答案】車上缺少擋泥板裝置，若沒有擋泥板，當車在泥濘的道路上行駛，泥水粘著車輪，做圓周運動，而提供的向心力不足夠需要的向心力，從而出現(xiàn)離心現(xiàn)象，則泥水被甩到人身上 【解析】【解答】車上缺少擋泥板裝置，若沒有擋泥板，當車在泥濘的道路上行駛，泥水粘著車輪，做圓周運動，而提供的向心力不足夠需要的向心力，從而出現(xiàn)離心現(xiàn)象，則泥水被甩到人身上答：車上缺少擋泥板裝置，車在泥濘的道路上行駛，有泥水被甩到人身上【分析】根據(jù)題意，結(jié)合離心現(xiàn)象的原理，去分析車在泥濘的道路上行駛會發(fā)生的現(xiàn)象五、綜合題18.【答案】（1）解：根據(jù)向心加速度的表達式可知，若a球的線速度大小為1m/s，則：a= m/s2答：若a球的線速度大小為1m/s時的加速度大小是2m/s2；（2）解：a恰好不受摩擦力時，a受到的繩子的拉力提供向心力，得：mr2=mg所以：= rad/s答：若a球恰好不受摩擦力，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度的大小是 rad/s；（3）解：當m所受的最大靜摩擦力沿半徑向內(nèi)時，角速度最大，根據(jù)牛頓第二定律得：mr2=mg+mg代入數(shù)據(jù)得：= rad/s答：為使b球保持靜止，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的最大角速度的大小是 rad/s 【解析】【分析】（1）根據(jù)向心力的公式即可求出向心加速度；（2）a恰好不受摩擦力時，a受到的繩子的拉力提供向心力，由此即可求出；（3）當m所受的最大靜摩擦力沿半徑向內(nèi)時，角速度最大，根據(jù)牛頓第二定律求出角速度的范圍19.【答案】（1）小杯質(zhì)量m=0.5kg ， 水的質(zhì)量m=1kg ， 在最高點時，杯和水的受重力和拉力作用，如圖所示，合力為：f合=（m+m）g+t圓周半徑為r，則有：f向=（m+m） f合提供向心力，有：（m+m）g+t=（m+m） 所以細繩拉力為：t=（m+m）（ g）=（1+0