资源简介

2.4离心现象及其应用 练习
一、单选题
1．下列生活实例中，不属于离心现象的例子是（　　）
A．洗衣机的脱水桶转速加快，水从衣物上分离，被甩出脱衣筒
B．下雨天，自行车后轮边缘的泥水沿切线方向飞出
C．小明站在地面上用手拍打身上的衣服时，可以把衣服上的灰尘给下来
D．在下雨天我们旋转用伞，可以甩掉用伞上的水滴
2．棉花糖机制作棉花糖时，机器会将高温的糖浆快速旋转，使糖浆形成一种旋转状态。同时利用离心现象通过旋转筒周围的小孔将糖浆快速拉扯成线状，再利用竹签收集线状糖浆丝制成柔软的棉花糖。若从旋转筒小孔出来的线状糖浆丝与机内糖丝相连，仍以相同速率做离心运动，则下列说法正确的是（　　）
A．高温的糖浆在旋转筒中旋转时，其液面为水平
B．高温的糖浆在旋转筒中旋转时，各处糖浆的角速度相同
C．高温的糖浆在旋转筒中旋转时，各处糖浆的向心加速度大小相等
D．从旋转筒小孔出来的线状糖浆丝的加速度增大
3．“十次车祸九次快，还有喝酒和超载”，汽车超速、超载等违法驾驶行驶是造成高速路上严重交通事故的主要诱因。下列说法中错误的是（ ）
A．汽车超速或超载，会增大汽车的惯性，刹车距离变大
B．酒后驾驶或疲劳驾驶，会延长司机的反应时间
C．雨天路面湿滑，相同速度下，刹车距离比晴天大
D．高速驾驶时，急打方向容易侧滑，甚至侧翻
4．如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，认为湿衣服（较小可视为质点）在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，重力加速度为g，下列说法正确的是 （　　）
A．衣服在最高点A处时脱水效果最好
B．衣服在B、D两处所受摩擦力方向相反
C．衣服在C点时，地面对洗衣机的支持力最小
D．要保证衣服能始终贴着筒壁，滚筒匀速转动的角速度不得小于
5．如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（　　）
A．F突然消失，小球将沿轨迹做离心运动
B．F突然变小，小球将沿轨迹做离心运动
C．F突然变大，小球将沿轨迹做离心运动
D．F突然变小，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心
6．如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（　　）
A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B．图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力
C．图3铁路转弯处，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
D．图4脱水桶脱水时，转速越大，衣服受到的摩擦力也越大
7．几个同学交流对离心现象的认识。下列选项中属于利用离心运动的是（　　）
A．汽车转弯时要减速慢行
B．磨刀时砂轮外侧安装防护罩
C．运动员投掷链球时加速旋转后松开链条
8．离心现象有很多应用，下列选项中利用离心现象的是（　　）
A．汽车转弯时要降低速度
B．从血液样本中分离血液的不同成分
C．砂轮不得超过允许的最大转速
D．铁路弯道处的内轨要低于外轨
二、多选题
9．下列叙述中正确的是（　　）
A．离心运动是合力不足以提供向心力而引起的
B．离心运动的轨迹一定是直线
C．洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的
D．汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故
10．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．衣服受到筒壁的弹力和摩擦力的作用
B．加快脱水筒转动角速度，筒壁对衣服的摩擦力大小不变
C．当衣服对水滴的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
D．增大脱水筒的转动周期，脱水效果会更好
11．有关圆周运动的基本模型，下列关于插图的表述正确的是（　　）
A．图甲中自行车轮A、B两点运动周期不同
B．图乙中汽车在水平路面上安全转弯时，地面对汽车指向内侧的静摩擦力提供向心力
C．图丙中脱水筒工作时，水与衣物之间的附着力不足以提供向心力，水珠被甩出脱水筒
D．图丁中火车经过外轨高于内轨的弯道时，外侧车轮轮缘一定与外轨发生挤压
12．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．如图甲，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力
B．如图乙，汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，越容易爆胎
C．如图丙，在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是当速度较大时减轻轮缘与外轨的挤压
D．如图丁，洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服太重，把水从衣服内压出来了
三、解答题
13．根据公式和，某同学设计如下实验来感受向心力。如图甲所示，用一根细绳（可视为轻绳）一端拴一个小物体，绳上离小物体30cm处标为点A，60cm处标为点B。将此装置放在光滑水平桌面上（如图乙所示）抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时。
操作一：手握A点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小F1；
操作二：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小F2。
(1)小物体做匀速圆周运动的向心力由 提供；
(2)操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同，是为了控制小物体运动的 相同；
(3)如果在上述操作中突然松手，小物体将做 运动。
14．某同学用频闪摄影的方式拍摄了把手指上的水滴甩掉的过程，如图甲，A、B、C是最后三个拍摄时刻指尖的位置。把图甲简化为图乙的模型，在甩手过程中，上臂以肩关节01为转动轴转动，肘关节O2以O1为圆心做半径为r1的圆周运动，腕关节O3以O2为圆心做半径为r2的圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖P以腕关节O3为圆心做半径为r3的圆周运动。
（1）测得A、B之间的距离为26cm，频闪照相机的频率为25Hz，则指尖在A、B间运动的平均速度v为 m/s，粗略认为这就是甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。
（2）指尖通过B点时的向心加速度大小为 （用字母表示）。
（3）用这种方式可以使指尖的水滴产生巨大的向心加速度，其原因是： 。
15．如图为洗衣机甩干桶的简化示意图。在横截面半径为R的圆桶内，一质量为m的小物块（可视为质点），紧贴着圆桶内壁随圆桶以角速度ω绕竖直轴做匀速圆周运动。
（1）求小物块随圆桶转动所需向心力的大小F。
（2）当圆桶转动角速度变大时，小物块始终与圆桶保持相对静止，圆桶内壁对小物块的摩擦力如何变化？请说明理由。
16．活动1：如图所示中的F合表示什么意思？F合＝mω2r时物体做什么运动？
活动2：图中F合＝0表示什么意思？F合＝0时，物体会怎样运动？
活动3：如果物体所受的合力不足以提供所需的向心力或者合力大于需要的向心力，物体又会怎样运动？
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B A D A B C B ACD BC
题号 11 12
答案 BC BC
1．C
【详解】A．洗衣机脱水时，当水滴与衣物之间的作用力不足以通过水滴圆周运动的向心力时，水滴将做离心运动，从而把衣服上的水脱干，能够用离心现象解释，故A不符合题意；
B．下雨天，自行车后轮边缘的泥水随着车轮做圆周运动，当车轮转动时，泥水所受的附着力不足以提供其做圆周运动所需的向心力，泥水就会沿切线方向飞出，属于离心现象，故B不符合题意；
C．小明站在地面上用手拍打身上的衣服时，衣服受力运动，而灰尘由于惯性要保持原来的静止状态，从而与衣服分离，这是利用了惯性原理，不是离心现象，故C符合题意；
D．在下雨天旋转雨伞，伞上的水滴随着伞做圆周运动，当水滴所受的力不足以提供其做圆周运动所需的向心力时，水滴就会做离心运动，被甩掉，属于离心现象，故D不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】A．高温的糖浆在旋转筒中旋转时，由于离心现象，其液面为凹曲面状，A错误；
BC．高温的糖浆在旋转筒中旋转时，各处糖浆的角速度相同，根据圆周运动公式
可知糖浆的向心加速度
因为各处糖浆做圆周运动的半径不一定相等，则各处糖浆的向心加速度大小不一定相等，B正确，C错误；
D．从旋转筒小孔出来的线状糖浆丝的速度v大小不变，做离心运动，轨迹半径r增大，根据向心力公式和牛顿第二运动定律有
则糖浆丝加速度大小为，r增大，a减小，D错误。
故选B。
3．A
【详解】A．惯性大小只与物体的质量有关，汽车超载会增大汽车的惯性，汽车超速不会改变汽车的惯性，A错误，符合题意；
B．酒驾会延长司机的反应时间，B正确，不符合题意；
C．雨天路面湿滑，相同速度下，滑动摩擦力变小，刹车距离比晴天大，C正确，不符题意；
D．高速驾驶时，急打方向，地面的摩擦力不足以提供圆周运动的向心力，容易侧滑，甚至侧翻，D正确，不符题意。
故选A。
4．D
【详解】A．当衣物做匀速圆周运动时，衣物上的水由于所受合外力不足以提供向心力而做离心运动，在最高点时
在最低点时
可知衣物转动到最低点时水滴更容易被甩出，A错误；
B．做匀速圆周运动，衣服在B、D两处竖直方向合力为零，所以所受摩擦力方向相同，均为竖直向上，B错误；
C．衣服在C点时，竖直向上加速度最大，根据牛顿第二定律可知，此时地面对洗衣机的支持力最大，C错误；
D．为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动始终贴着筒壁，则在最高点由牛顿第二定律得
可知滚筒转动的角速度至少为，D正确；
故选D。
5．A
【详解】A．若F突然消失，小球所受合力突变为零，将沿切线方向匀速飞出，故A正确；
BD．若F突然变小，不足以提供所需向心力，小球将沿轨迹做逐渐远离圆心的离心运动，故B、D错误；
C．若F突然变大，超过了所需向心力，小球将沿轨迹做逐渐靠近圆心的运动，故C错误。
故选A。
6．B
【详解】A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车的加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A错误；
B．图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处，根据牛顿第二定律可得
可得
在最低点处，根据牛顿第二定律可得
可得
可知
根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力，故B正确；
C．图3铁路转弯处，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，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C错误；
D．图4脱水桶脱水时，桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】A．汽车转弯时要减速慢行，是为了防止离心运动带来的危害，故A错误；
B．磨刀时砂轮外侧安装防护罩，是为了防止离心运动带来的危害，故B错误；
C．运动员投掷链球时加速旋转后松开链条，是利用离心运动，故C正确。
故选C。
8．B
【详解】A．汽车转弯时要降低速度是防止离心现象，选项A错误；
B．从血液样本中分离血液的不同成分是利用离心现象，选项B正确；
C．砂轮不得超过允许的最大转速是防止离心现象，选项C错误；
D．铁路弯道处的内轨要低于外轨是防止离心现象，选项D错误。
故选B。
9．ACD
【详解】A．离心运动是合力不足以提供向心力而引起的，A正确；
B．物体做离心运动的轨迹并不一定是直线．当做匀速圆周运动的物体受到的合力突然消失时，将做匀速直线运动；当物体受到的合力不为零但不足以提供向心力时，其运动轨迹是曲线，故B错误；
C．洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的，C正确；
D．汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故，D正确。
故选ACD。
10．BC
【详解】A．受力分析可知衣服受到重力，筒壁的弹力，静摩擦力，故A错误；
B．对衣服受力分析，在竖直方向，受到重力和摩擦力，二力平衡，加快脱水筒转动角速度，衣服在竖直方向仍然保持平衡状态，故摩擦力不变，故B正确；
C．脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，衣服上的水滴依附的附着力是一定的，当水滴和衣物一起做高速圆周运动的时候，因水滴做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴做离心运动，被沿切线方向甩出，故C正确；
D．水滴依附的附着力是一定的，根据向心力公式
又有
化简得
可知周期越小，需要的向心力越大，脱水效果会更好，故D错误。
故选BC。
11．BC
【详解】A．图甲中自行车轮A、B两点共轴转动，运动周期相同。故A错误；
B．图乙中汽车在水平路面上安全转弯时，地面对汽车指向内侧的静摩擦力提供向心力。故B正确；
C．图丙中脱水筒工作时，水与衣物之间的附着力不足以提供向心力，水珠做离心运动被甩出脱水筒。故C正确；
D．图丁中火车经过外轨高于内轨的弯道时，当火车转弯大于规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足提供向心力时，外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用。故D错误。
故选BC。
12．BC
【详解】A．如图甲，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力作用，它们的合力提供向心力。故A错误；
B．如图乙，汽车通过凹形桥的最低点时，由
解得
可知速度越大，汽车所受地面的支持力越大，越容易爆胎。故B正确；
C．如图丙，在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，则火车所受重力与地面支持力的合力有水平方向的分力，目的是当速度较大时减轻轮缘与外轨的挤压。故C正确；
D．如图丁，洗衣机脱水桶的脱水原理是因为附着在衣服上的水，做离心运动，与衣服脱离。故D错误。
故选BC。
13．(1)绳的拉力/拉力
(2)角速度
(3)离心运动
【详解】（1）小物体做匀速圆周运动受重力、支持力和绳的拉力，向心力由绳的拉力提供；
（2）操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同，则周期相同，根据 ，角速度相同，所以是为了控制小物体运动的角速度相同；
（3）如果在上述操作中突然松手，小物体将做离心运动。
14． 6.5 线速度很大，半径很小
【详解】（1）[1]频闪照相机的频率为25Hz，则周期
指尖在A、B间运动的平均速度
（2）[2]到接近B的最后时刻，指尖P以腕关节O3为圆心做半径为r3的圆周运动，所以指尖通过B点时的向心加速度大小为
（3）[3]到达B点前指尖有较大的转动半径，由
知，这样可以使指尖获得很大的速度，到B点时，速度不变，半径突然变得很小，由
知，向心加速度很大，所以用这种方式可以使指尖的水滴产生巨大的向心加速度的原因归结为：线速度很大，半径很小。
15．（1）；（2）见解析
【详解】（1）根据牛顿第二定律可知，小物块随圆桶转动所需向心力的大小
（2）竖直方向物块所受的摩擦力与重力平衡，则当圆桶转动角速度变大时，小物块始终与圆桶保持相对静止，圆桶内壁对小物块的摩擦力不变，总等于重力。
16．见解析
【详解】活动1：如图所示中的F合表示物体受的合外力，若F合＝mω2r时物体做匀速圆周运动；
活动2：图中F合＝0表示物体受合外力为零时，即F合＝0时，物体会做匀速直线运动；
活动3：如果物体所受的合力不足以提供所需的向心力，则物体做离心运动；若物体所受的合力大于需要的向心力，物体会做向心运动。

展开更多......

收起↑