2017-2018學(xué)年同步備課套餐之高一物理瀘科版必修二講義 第二章 研究圓周運(yùn)動(dòng)第2章 2.4_第1頁(yè)
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學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精2。4研究離心現(xiàn)象及其應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解生活中的離心現(xiàn)象。2。理解離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.3。知道離心現(xiàn)象的危害和應(yīng)用.一、離心現(xiàn)象1.離心現(xiàn)象:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下,就會(huì)做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),這種現(xiàn)象稱為離心現(xiàn)象.2.離心運(yùn)動(dòng)的原因:合力突然消失或不足以提供所需的向心力,而不是物體又受到了什么“離心力"。3.離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì):由于物體具有慣性,物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),總有沿圓周的切線方向飛出的趨勢(shì).二、離心現(xiàn)象的應(yīng)用和防止1。離心現(xiàn)象的應(yīng)用:離心干燥器、洗衣機(jī)的脫水筒、離心分離器、水泥涵管的制作、離心式水泵。2.離心現(xiàn)象的防止:轉(zhuǎn)彎限速、砂輪加防護(hù)罩等.[即學(xué)即用]1.判斷下列說法的正誤.(1)做離心運(yùn)動(dòng)的物體一定受到離心力的作用。(×)(2)離心運(yùn)動(dòng)是沿半徑向外的運(yùn)動(dòng).(×)(3)離心運(yùn)動(dòng)是物體慣性的表現(xiàn).(√)(4)離心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是直線.(×)2。下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說法正確的是()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答案D解析物體做離心運(yùn)動(dòng)是因?yàn)閷?shí)際所受合力小于所需向心力,物體沿切線方向飛出,故D正確。

一、離心現(xiàn)象的理解[導(dǎo)學(xué)探究]設(shè)質(zhì)量為m的物體,沿半徑為R的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng),線速度為v,運(yùn)動(dòng)中受到指向圓心的外力的合力為F,如圖1所示。圖1(1)如果合外力F恰好等于向心力,即F=F向心,物體將怎樣運(yùn)動(dòng)?(2)如果運(yùn)動(dòng)中合外力F突然消失,即F=0,物體將怎樣運(yùn)動(dòng)?(3)假設(shè)運(yùn)動(dòng)中合外力F減小了,即F<F向心,以致它不足以提供做線速度為v、半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,你能推測(cè)出物體的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎?答案(1)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2)物體沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng).(3)物體做曲線運(yùn)動(dòng),離圓心的距離越來越遠(yuǎn)。[知識(shí)深化]1。對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解(1)離心運(yùn)動(dòng)并非沿半徑飛出的運(yùn)動(dòng),而是運(yùn)動(dòng)半徑越來越大的運(yùn)動(dòng)或沿切線方向飛出的運(yùn)動(dòng)。(2)離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn),并不是受到了“離心力”的作用.2.合外力與向心力的關(guān)系:做離心運(yùn)動(dòng)的物體并非受到離心力的作用,而是合力不足以提供向心力的結(jié)果.具體來看合力與向心力的關(guān)系如圖2所示:圖2(1)若F合=mrω2或F合=eq\f(mv2,r),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),即“提供”滿足“需要”.(2)若F合>mrω2或F合>eq\f(mv2,r),物體做半徑變小的近心運(yùn)動(dòng),即“提供過度”,也就是“提供”大于“需要”。(3)若F合<mrω2或F合<eq\f(mv2,r),則外力不足以將物體拉回到原軌道上,物體做離心運(yùn)動(dòng),即“需要"大于“提供”或“提供不足”.(4)若F合=0,則物體沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng).例1如圖3所示是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形,轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低,摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度,若超過此速度,摩托車將發(fā)生滑動(dòng)。關(guān)于摩托車滑動(dòng)的問題,下列論述正確的是()圖3A.摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B。摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D.摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去答案B解析摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,沒有離心力,A項(xiàng)錯(cuò)誤;摩托車正常轉(zhuǎn)彎時(shí)可看做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所受的合力等于向心力,如果向外滑動(dòng),說明提供的向心力即合力小于需要的向心力,B項(xiàng)正確;摩托車將在沿線速度方向與半徑向外的方向之間做離心曲線運(yùn)動(dòng),C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.針對(duì)訓(xùn)練用繩子拴一個(gè)小球在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)繩子突然斷了以后,小球的運(yùn)動(dòng)情況是()A。沿半徑方向接近圓心 B。沿半徑方向遠(yuǎn)離圓心C.沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng) D。仍維持圓周運(yùn)動(dòng)答案C解析當(dāng)繩子斷了以后,向心力消失,小球做離心運(yùn)動(dòng),由于慣性,小球沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確。二、離心現(xiàn)象的應(yīng)用和防止[導(dǎo)學(xué)探究](1)請(qǐng)簡(jiǎn)述洗衣機(jī)脫水的原理.(2)如圖4所示,汽車在平直公路上行駛,轉(zhuǎn)彎時(shí)由于速度過大,會(huì)偏離軌道,造成交通事故,這是什么原因呢?圖4答案(1)洗衣機(jī)脫水時(shí),由于高速轉(zhuǎn)動(dòng),水滴需要較大的向心力才能與衣服一起做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)轉(zhuǎn)速足夠大時(shí),衣服已無法向水滴提供足夠大的附著力(作為向心力),水滴便做離心運(yùn)動(dòng),離開衣服,于是衣服被脫水.(2)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需要的向心力是由車輪與路面間的靜摩擦力提供的,汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)如果速度過大,所需要的向心力就會(huì)很大,如果超過了車輪與路面間的最大靜摩擦力,汽車將做離心運(yùn)動(dòng)脫離軌道,造成交通事故。因此,在公路彎道處汽車不允許超過規(guī)定的速度.[知識(shí)深化]1.幾種常見離心運(yùn)動(dòng)的對(duì)比圖示:項(xiàng)目實(shí)物圖原理圖現(xiàn)象及結(jié)論洗衣機(jī)脫水筒當(dāng)水滴受到衣服的附著力F不足以提供向心力時(shí),即F〈mω2R,水滴做離心運(yùn)動(dòng)汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎當(dāng)最大靜摩擦力不足以提供向心力時(shí),即fmax<meq\f(v2,R),汽車做離心運(yùn)動(dòng)用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀甩回玻璃泡中當(dāng)離心機(jī)快速旋轉(zhuǎn)時(shí),縮口處對(duì)水銀柱的阻力不足以提供向心力,水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入玻璃泡內(nèi)2。離心現(xiàn)象的防止(1)汽車在公路轉(zhuǎn)彎處限速:在水平公路上行駛的汽車,轉(zhuǎn)彎時(shí)所需要的向心力是由車輪與路面間的靜摩擦力提供的.如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大,所需向心力F大于最大靜摩擦力fmax,汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成車體側(cè)滑,因此在公路轉(zhuǎn)彎處汽車必須限速。(2)轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪限速:高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等,都不得超過允許的最大轉(zhuǎn)速,如果轉(zhuǎn)速過高,砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的作用力不足以提供所需的向心力時(shí),離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂,甚至釀成事故。例2市內(nèi)公共汽車在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前,車內(nèi)廣播中就要播放錄音:“乘客們請(qǐng)注意,前面車輛轉(zhuǎn)彎,請(qǐng)拉好扶手”這樣可以()A.提醒包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手,以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向前傾倒B.提醒包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手,以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向后傾倒C.主要是提醒站著的乘客拉好扶手,以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒D.主要是提醒站著的乘客拉好扶手,以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒答案C解析汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),車內(nèi)乘客隨車做圓周運(yùn)動(dòng),需要向心力,不拉好扶手,站著的乘客可能無法提供足夠的向心力而做離心運(yùn)動(dòng),向外側(cè)傾倒.例3某游樂場(chǎng)里的賽車場(chǎng)地為圓形,半徑為100m,一賽車和車手的總質(zhì)量為100kg,輪胎與地面間的最大靜摩擦力為600N。(g取10m/s2)(1)若賽車的速度達(dá)到72km/h,這輛車在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑?(2)若將場(chǎng)地建成外高內(nèi)低的圓形,且傾角為30°,賽車的速度多大時(shí),車手感覺不到自己有相對(duì)車的側(cè)向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)?答案(1)不會(huì)側(cè)滑(2)24m/s解析(1)賽車在場(chǎng)地上做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由靜摩擦力提供.賽車做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力為F=meq\f(v2,R)=400N〈600N,所以賽車在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)發(fā)生側(cè)滑。(2)由題意得車手不受座椅側(cè)向的摩擦力,于是車手只受支持力和重力,由牛頓第二定律知mgtanθ=meq\f(v2,R),解得v=eq\r(gRtanθ)≈24m/s.離心運(yùn)動(dòng)問題的分析思路1。對(duì)物體進(jìn)行受力分析,確定提供給物體向心力的合力F合。2。根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng),計(jì)算物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力F=mω2r=meq\f(v2,r).3.比較F合與F的關(guān)系,確定物體運(yùn)動(dòng)的情況.1。(離心運(yùn)動(dòng)的理解)如圖5所示,當(dāng)外界提供的向心力F=mrω2時(shí),小球恰好在Ⅲ軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是()圖5A。當(dāng)外界提供的向心力突然消失時(shí),小球?qū)⒀丌褴壍肋\(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)不叫離心運(yùn)動(dòng)B。當(dāng)外界提供的向心力F>mrω2時(shí),小球可能沿Ⅱ軌道做離心運(yùn)動(dòng)C.當(dāng)外界提供的向心力F<mrω2時(shí),小球可能沿Ⅱ軌道做離心運(yùn)動(dòng)D。只要外界提供的向心力F不等于mrω2時(shí),小球就將沿Ⅱ軌道做離心運(yùn)動(dòng)答案C解析當(dāng)外界提供的向心力突然消失時(shí),小球?qū)⒀丌褴壍肋\(yùn)動(dòng)做離心運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;當(dāng)外界提供的向心力F<mrω2時(shí),小球可能沿Ⅱ軌道做離心運(yùn)動(dòng),B、D錯(cuò)誤,C正確。2.(離心現(xiàn)象的分析和應(yīng)用)(多選)洗衣機(jī)脫水的原理是利用了離心運(yùn)動(dòng)把附著在衣服上的水分甩干.如圖6是某同學(xué)用塑料瓶和電動(dòng)機(jī)等自制的脫水實(shí)驗(yàn)原理圖,但實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)瓶?jī)?nèi)濕毛巾甩干效果不理想,為了能甩得更干,請(qǐng)為該同學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)建議()圖6A.增加轉(zhuǎn)速 B。減小轉(zhuǎn)速C。增大塑料瓶半徑 D.減小塑料瓶半徑答案AC3.(離心現(xiàn)象的分析)(多選)如圖7所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著A、B、C三個(gè)物體,質(zhì)量分別為2m、m、m,離轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、R、2R,與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí),下列說法中正確的是()圖7A.若三個(gè)物體均未滑動(dòng),則C物體的向心加速度最大B.若三個(gè)物體均未滑動(dòng),則B物體受的摩擦力最大C.若轉(zhuǎn)速增加,則A物體比B物體先滑動(dòng)D.若轉(zhuǎn)速增加,則C物體最先滑動(dòng)答案AD解析三物體都未滑動(dòng)時(shí),角速度相同,設(shè)角速度為ω,根據(jù)向心加速度公式a=ω2r,知C的向心加速度最大,選項(xiàng)A正確;三物體均未滑動(dòng)時(shí),三個(gè)物體受到的靜摩擦力分別為:fA=(2m)ω2R,fB=mω2R,fC=mω2(2R),所以物體B受到的摩擦力最小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;增加轉(zhuǎn)速,可知C最先達(dá)到最大靜摩擦力,所以C最先滑動(dòng)。A、B的臨界角速度相等,可知A、B一起滑動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.4.(汽車在水平路面的轉(zhuǎn)彎)高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑R=100m,汽車輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.225。若路面是水平的(假設(shè)最大靜摩擦力可近似看做與滑動(dòng)摩擦力相等,g取10m/s2).問:(1)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不發(fā)生徑向滑動(dòng)(離心現(xiàn)象)所許可的最大速率vm為多大?(2)當(dāng)超過vm時(shí),將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?答案(1)54km/h(2)汽車將做離心運(yùn)動(dòng),嚴(yán)重時(shí)將出現(xiàn)翻車事故解析(1)在水平路面上轉(zhuǎn)彎,向心力只能由靜摩擦力提供,設(shè)汽車質(zhì)量為m,最大靜摩擦力可近似看做與滑動(dòng)摩擦力相等,則fm=μmg,則有meq\f(v\o\al(2,m),R)=μmg,vm=eq\r(μgR),代入數(shù)據(jù)可得:vm=15m/s=54km/h。(2)當(dāng)汽車的速度超過54km/h時(shí),需要的向心力meq\f(v2,r)增大,大于提供的向心力,也就是說提供的向心力不足以維持汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,汽車將做離心運(yùn)動(dòng),嚴(yán)重時(shí)將會(huì)出現(xiàn)翻車事故。課時(shí)作業(yè)一、選擇題(1~6題為單選題,7~10題為多選題)1。關(guān)于離心運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是()A.物體一直不受外力作用時(shí),可能做離心運(yùn)動(dòng)B。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在外界提供的向心力突然變大時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化變將做離心運(yùn)動(dòng)D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)答案D解析物體一直不受外力作用,物體應(yīng)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,所受的合外力等于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,當(dāng)外界提供的合外力增大時(shí),物體所需的向心力并沒有增大,物體將做近心運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,向心力的數(shù)值發(fā)生變化,物體可能仍做圓周運(yùn)動(dòng),例如變速圓周運(yùn)動(dòng),也可能做近心運(yùn)動(dòng)或離心運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)離心運(yùn)動(dòng)的條件可知,選項(xiàng)D正確。2.下列哪個(gè)現(xiàn)象利用了物體的離心運(yùn)動(dòng)()A?;疖囖D(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)彎處軌道的內(nèi)軌要低于外軌D。離心水泵工作時(shí)答案D3.試管中裝了血液,封住管口后,將試管固定在轉(zhuǎn)盤上.如圖1所示.當(dāng)轉(zhuǎn)盤以一定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)()圖1A.血液中密度大的物質(zhì)將聚集在管的外側(cè)B.血液中密度大的物質(zhì)將聚集在管的內(nèi)側(cè)C。血液中密度大的物質(zhì)將聚集在管的中央D。血液中各種物質(zhì)仍均勻分布在管中答案A解析密度大,則同體積的物質(zhì)其質(zhì)量大,由F=mRω2可知其需要的向心力大,將做離心運(yùn)動(dòng),A正確。4.世界一級(jí)方程式錦標(biāo)賽新加坡大獎(jiǎng)賽賽道單圈長(zhǎng)5。067公里,共有23個(gè)彎道,如圖2所示,賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí),常常在彎道上沖出跑道,則以下說法正確的是()圖2A.是由于賽車行駛到彎道時(shí),運(yùn)動(dòng)員未能及時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤才造成賽車沖出跑道的B。是由于賽車行駛到彎道時(shí),運(yùn)動(dòng)員沒有及時(shí)減速才造成賽車沖出跑道的C.是由于賽車行駛到彎道時(shí),運(yùn)動(dòng)員沒有及時(shí)加速才造成賽車沖出跑道的D。由公式F=mω2r可知,彎道半徑越大,越容易沖出跑道答案B解析賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí),靜摩擦力提供向心力,最大靜摩擦力與重力成正比,而需要的向心力為eq\f(mv2,R)。賽車在轉(zhuǎn)彎前速度很大,轉(zhuǎn)彎時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑就需要大,運(yùn)動(dòng)員沒有及時(shí)減速就會(huì)造成賽車沖出跑道,B正確,A、C、D錯(cuò)誤.5。某同學(xué)在進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)時(shí),做了一個(gè)“人工漩渦"的實(shí)驗(yàn),取一個(gè)裝滿水的大盆,用手掌在水中快速轉(zhuǎn)動(dòng),就在水盆中形成了“漩渦",隨著手掌轉(zhuǎn)動(dòng)越來越快,形成的漩渦也越來越大,如圖3所示.則關(guān)于漩渦形成的原因,下列說法中正確的是()圖3A.由于水受到向心力的作用 B。由于水受到合外力的作用C。由于水受到離心力的作用 D.由于水做離心運(yùn)動(dòng)答案D解析水在手的撥動(dòng)下做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)水轉(zhuǎn)動(dòng)越來越快時(shí),需要的向心力也越來越大,當(dāng)其所需的向心力大于所受合外力時(shí),即做離心運(yùn)動(dòng),故選D項(xiàng)。6.如圖4所示,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的物體A和B,它們與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要滑動(dòng)且未滑動(dòng)的狀態(tài)時(shí),燒斷細(xì)線,則兩物體的運(yùn)動(dòng)情況是()圖4A。兩物體均沿切線方向滑動(dòng)B.兩物體均沿半徑方向做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)C。兩物體隨盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),不發(fā)生滑動(dòng)D.物體A隨盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),不發(fā)生滑動(dòng),B物體將沿一條曲線運(yùn)動(dòng),離圓心越來越遠(yuǎn)答案D解析當(dāng)兩物體剛要滑動(dòng)時(shí),A、B所受靜摩擦力都是最大靜摩擦力fm.對(duì)A:fm-T=mω2RA,對(duì)B:fm+T=mω2RB若此時(shí)剪斷細(xì)線,A的向心力由圓盤的靜摩擦力提供,且f=mω2RA,所以f<fm,A仍隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng);而剪斷細(xì)線的瞬間,T消失,fm不足以提供B所需的向心力,故B將沿某一曲線做離心運(yùn)動(dòng)。7.為了防止物體做離心運(yùn)動(dòng)而造成損失,下列做法正確的是()A。汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)要限定速度 B。洗衣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)給衣服脫水C.轉(zhuǎn)速較高的砂輪半徑不宜太大 D.將砂糖熔化,在有孔的盒子中旋轉(zhuǎn)制成“棉花糖"答案AC解析汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)車速過大,靜摩擦力不足以提供所需的向心力,會(huì)發(fā)生側(cè)滑,造成交通事故,所以要限速,A正確;半徑大、轉(zhuǎn)速高的砂輪,所需向心力大,飛輪會(huì)發(fā)生破裂傷人,C正確;B、D是離心運(yùn)動(dòng)的利用。8。如圖5所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的洗衣機(jī)脫水筒內(nèi)壁上,有一件濕衣服隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng),則()圖5A.衣服隨脫水筒做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由衣服的重力提供B.水會(huì)從脫水筒甩出是因?yàn)樗问艿降南蛐牧艽驝.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,衣服對(duì)筒壁的壓力也增大D.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,脫水效果會(huì)更好答案CD解析衣服受到豎直向下的重力、豎直向上的靜摩擦力、指向圓心的支持力,重力和靜摩擦力是一對(duì)平衡力,大小相等,故向心力是由支持力充當(dāng)?shù)?A錯(cuò)誤;圓筒轉(zhuǎn)速增大以后,支持力增大,衣服對(duì)筒壁的壓力也增大,C正確;對(duì)于水而言,衣服對(duì)水滴的附著力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,說水滴受向心力本身就不正確,B錯(cuò);隨著圓筒轉(zhuǎn)速的增加,需要的向心力增加,當(dāng)附著力不足以提供需要的向心力時(shí),衣服上的水滴將做離心運(yùn)動(dòng),故圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度越大,脫水效果會(huì)越好,D正確.9.如圖6所示,在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放一個(gè)質(zhì)量M=2kg的木塊,它與轉(zhuǎn)臺(tái)間的最大靜摩擦力fmax=6.0N,繩的一端系在木塊上,穿過轉(zhuǎn)臺(tái)的中心孔O(孔光滑,忽略小滑輪的影響),另一端懸掛一個(gè)質(zhì)量m=1.0kg的物體,當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度ω=5rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),木塊相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止,則木塊到O點(diǎn)的距離可能是(g取10m/s2,M、m均視為質(zhì)點(diǎn))()圖6A。0.04mB。0.08mC。0。16mD。0。32m答案BCD解析當(dāng)M有遠(yuǎn)離軸心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),有:mg+fmax=Mω2rmax當(dāng)M有靠近軸心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),有:mg-fmax=Mω2rmin解得:rmax=0.32m,rmin=0.08m即0.08m≤r≤0.32m,故木塊到O點(diǎn)的距離可能是B、C、D。10。如圖7所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上,a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l,b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l,木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng),用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,下列說法正確的是()圖7A。b一定比a先開始滑動(dòng)B。a、b所受的摩擦力始終相等C.ω=eq\r(\f(kg,2l))是b開始滑動(dòng)的臨界角速度D。當(dāng)ω=eq\r(\f(2kg,3l))時(shí),a所受摩擦力的大小為kmg答案AC解析小木塊a、b做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由靜摩擦力提供向心力,即f=mω2R.當(dāng)角速度增加時(shí),靜摩擦力增大,當(dāng)增大到最大靜摩擦力時(shí),發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)木塊a:fa=mωeq\o\al(2,a)l,當(dāng)fa=kmg時(shí),kmg=mωeq\o\al(2,a)l,ωa=eq\r(\f(kg,l));對(duì)木塊b:fb=mωeq\o\al(2,b)·2l,當(dāng)fb=kmg時(shí),kmg=mωeq\o\al(2,b)·2l,ωb=eq\r(\f(kg,2l)),所以b先達(dá)到最大靜摩擦力,選項(xiàng)A正確;兩木塊滑動(dòng)前轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同,則fa=mω2l,fb=mω2·2l,fa〈fb,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)ω=eq\r(\f(kg,2l))時(shí)b剛開始滑動(dòng),選項(xiàng)C正確;當(dāng)ω=eq\r(\f(2kg,3l))時(shí),a沒有滑動(dòng),則fa=mω2l=eq\f(2,3)kmg,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.二、非選擇題11.如圖8所示,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上,沿半徑方向放置兩個(gè)用細(xì)線相連的小物塊A、B(可視為質(zhì)點(diǎn)),質(zhì)量分別為mA=3kg、mB=1kg;細(xì)線長(zhǎng)L=2m,A、B與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因

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