2024-2025學(xué)年高中物理第2章研究圓周運(yùn)動(dòng)2.4研究離心現(xiàn)象及其應(yīng)用練習(xí)含解析滬科版必修2

PAGEPAGE22.4探討離心現(xiàn)象及其應(yīng)用1.下面關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法,正確的是()A.物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)將離圓心越來(lái)越遠(yuǎn)B.物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡肯定是直線C.做離心運(yùn)動(dòng)的物體肯定不受外力作用D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力大小變更時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)解析:物體遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)正確;當(dāng)合力減小但不等于零時(shí),物體做離心運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)作圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力供應(yīng)的向心力不足時(shí)就做離心運(yùn)動(dòng),合力等于零僅是做離心運(yùn)動(dòng)的一種狀況,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)合力增大時(shí),物體將做近心運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:A2.如圖所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若小球在到達(dá)P點(diǎn)時(shí)F突然發(fā)生變更,則下列說(shuō)法正確的是()A.若F突然消逝,小球?qū)⒀剀壽Ea做離心運(yùn)動(dòng)B.若F突然變小,小球?qū)⒀剀壽Ea做離心運(yùn)動(dòng)C.若F突然變大,小球?qū)⒀剀壽Eb做離心運(yùn)動(dòng)D.若F突然變小,小球?qū)⒀剀壽Ec做近心運(yùn)動(dòng)解析:若F消逝,則物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng);若F變小,當(dāng)F<mv2R時(shí),物體將做半徑變大的離心運(yùn)動(dòng);若F變大,當(dāng)F>m答案:A3.洗衣機(jī)是現(xiàn)代家庭常見(jiàn)的電器設(shè)備。它是采納轉(zhuǎn)筒帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行脫水的,下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.脫水過(guò)程中,衣物是緊貼筒壁的B.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,脫水效果會(huì)更好C.水能從桶中甩出是一種離心現(xiàn)象D.靠近中心的衣物脫水效果比四周的衣物脫水效果好解析:衣物在轉(zhuǎn)動(dòng)中的向心力是由筒壁對(duì)它的彈力供應(yīng)的,所以脫水過(guò)程中,衣物是緊貼筒壁的,選項(xiàng)A正確;此現(xiàn)象是一種離心現(xiàn)象,由F=mω2R可知,角速度越大,須要的向心力也越大,脫水效果會(huì)更好;而靠近中心的衣物半徑小,向心力也小,脫水效果就差,故選項(xiàng)B、C正確,D錯(cuò)誤。答案:D4.市內(nèi)公共汽車(chē)在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前,車(chē)內(nèi)廣播中就要播放錄音:“乘客們請(qǐng)留意,前面車(chē)輛轉(zhuǎn)彎,請(qǐng)拉好扶手”,這樣可以()A.提示包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手,以免車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向前傾倒B.提示包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手,以免車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向后傾倒C.主要是提示站著的乘客拉好扶手,以免車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒D.主要是提示站著的乘客拉好扶手,以免車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒解析:車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí),站著的乘客假如不拉好扶手,有可能向外側(cè)傾倒。答案:C5.下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說(shuō)法正確的是()A.水滴受離心力作用,而沿背離圓心的方向甩出B.水滴受到向心力,由于慣性沿切線方向甩出C.水滴受到的離心力大于它受到的向心力,從而沿切線方向甩出D.水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力,于是沿切線方向甩出解析:隨著脫水筒的轉(zhuǎn)速增加,水滴所需的向心力越來(lái)越大,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到肯定值,水滴所需的向心力F=mv2答案:D6.(多選)下列哪些現(xiàn)象是為了防止物體產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng)()A.汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)要限制速度B.轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑不能做得太大C.在修筑鐵路時(shí),轉(zhuǎn)彎處內(nèi)軌要低于外軌D.離心水泵工作時(shí)解析:汽車(chē)轉(zhuǎn)彎靠靜摩擦力供應(yīng)向心力,由F向=mv2R,當(dāng)答案:ABC7.如圖所示,在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)盤(pán)面上,離軸心R=20cm處放置一小物塊A,其質(zhì)量為m=2kg,A與盤(pán)面間相互作用的靜摩擦力的最大值為其重力的k倍(k=0.5),試求:(1)當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2rad/s時(shí),物塊與圓盤(pán)間的摩擦力大小多大?方向如何?(2)欲使A與盤(pán)面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度多大?(g取10m/s2)解析:(1)物體隨圓盤(pán)一起繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng),須要向心力,而豎直方向物體受到的重力mg、支持力N不行能供應(yīng)向心力,向心力只能來(lái)源于圓盤(pán)對(duì)物體的靜摩擦力。依據(jù)牛頓其次定律可求出物體受到的靜摩擦力的大小:f=F向=mω2R=1.6N,方向沿半徑指向圓心。(2)欲使物塊與盤(pán)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力應(yīng)不大于最大靜摩擦力。所以:F向=mRω2≤kmg解得ωmax≤kgR=5rad/s,可見(jiàn)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度ωmax答案:(1)1.6N方向沿半徑指向圓心(2)5rad/s8.如圖所示,一水平光滑的正方形木板MNPQ,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的不行伸長(zhǎng)的輕繩連接質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩小球,兩小球在繩子拉力的作用下,繞繩子上的某點(diǎn)O以不同的線速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知mA=0.5kg,L=1.2m,LOA=0.8m。A球的速度大小vA=0.4m(1)繩子上的拉力F及B球的質(zhì)量mB;(2)若當(dāng)繩子與MN平行時(shí)突然斷開(kāi),則經(jīng)過(guò)1.5s兩球的水平距離。解析:(1)F=mAvA2LOA=0.5×0.由F=mAω2LOA=mBω2LOB得