2024春新教材高中物理第2章圓周運(yùn)動第4節(jié)離心現(xiàn)象及其應(yīng)用課后提升訓(xùn)練粵教版必修第二冊

其次章第四節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．物體做離心運(yùn)動時，運(yùn)動軌跡的形態(tài)()A．肯定是直線B．肯定是曲線C．可能是一個圓D．可能是直線，也可能是曲線【答案】D2．世界一級方程式錦標(biāo)賽——新加坡大獎賽賽道單圈長5.067千米，共有23個彎道．如圖所示，賽車在水平賽道上轉(zhuǎn)彎時，經(jīng)常沖出跑道，則以下說法正確的是()A．是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員未能剛好轉(zhuǎn)動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，運(yùn)動員沒有剛好減速才造成賽車沖出跑道的C．是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員沒有剛好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，越簡單沖出跑道【答案】B3．下列現(xiàn)象利用了離心運(yùn)動原理的是()A．汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度B．轉(zhuǎn)速很大的砂輪半徑做得不能太大C．在修建鐵路時，轉(zhuǎn)彎處內(nèi)軌要低于外軌D．工作的洗衣機(jī)脫水筒轉(zhuǎn)速很大【答案】D4．洗衣機(jī)的脫水筒在工作時，有一衣物附著在豎直的筒壁上，則此時()A．衣物受重力和摩擦力作用B．衣物隨筒壁做圓周運(yùn)動的向心力由摩擦力供應(yīng)C．筒壁的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大D．筒壁對衣物的摩擦力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大【答案】C5．(多選)洗衣機(jī)脫水的原理是利用了離心運(yùn)動把附著在衣服上的水分甩干．如圖是某同學(xué)用塑料瓶和電動機(jī)等自制的脫水試驗(yàn)原理圖，但試驗(yàn)發(fā)覺瓶內(nèi)濕毛巾甩干效果不志向，為了能甩得更干，請為該同學(xué)設(shè)計改進(jìn)建議()脫水原理示意圖A．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】AC【解析】塑料瓶內(nèi)濕毛巾須要的向心力為F＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝4π2mn2r，故要增加甩干效果，即要提高須要的向心力．由以上表達(dá)式可知，可以提高轉(zhuǎn)速或增大半徑，故A、C正確，B、D錯誤．6．試管中裝了血液，封住管口后，將此管固定在轉(zhuǎn)盤上，如圖所示，當(dāng)轉(zhuǎn)盤以肯定角速度旋轉(zhuǎn)時()A．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)將聚集在管的中心D．血液中的各種物質(zhì)仍勻稱分布在管中【答案】A【解析】對于血液中密度大的物質(zhì)，在試管中同位置處做圓周運(yùn)動所需的向心力大于血液液體微元做圓周運(yùn)動所需向心力，故試管中密度大的物質(zhì)會做離心運(yùn)動．7．汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎，地面對車的摩擦力已達(dá)到最大值．當(dāng)汽車的速率增大到原來的二倍時，若使車在地面轉(zhuǎn)彎時仍不打滑，汽車的轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)()A．增大到原來的二倍B．減小到原來的一半C．增大到原來的四倍D．減小到原來的四分之一【答案】C【解析】汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎，向心力由靜摩擦力供應(yīng)．設(shè)汽車質(zhì)量為m，汽車與路面的動摩擦因數(shù)為μ，汽車的轉(zhuǎn)彎半徑為r，則μmg＝meq\f(v2,r)，由此得r∝v2，速率增大到原來的二倍，故轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)增大到原來的四倍，C正確．8．如圖所示，在盛滿水的試管中裝有一個小蠟塊，小蠟塊所受浮力略大于重力．當(dāng)用手握住A端讓試管在豎直平面內(nèi)左右快速搖擺時，關(guān)于蠟塊的運(yùn)動，以下說法正確的是()A．與試管保持相對靜止B．向B端運(yùn)動，可以到達(dá)B端C．向A端運(yùn)動，可以到達(dá)A端D．無法確定【答案】C【解析】試管快速搖擺，試管中的水和浸在水中的蠟塊都有做離心運(yùn)動的趨勢(盡管試管不是做完整的圓周運(yùn)動，且運(yùn)動的方向也不斷改變，但并不影響問題的實(shí)質(zhì))，但因?yàn)橄瀴K的密度小于水的密度，蠟塊被水?dāng)D壓向下運(yùn)動．只要搖擺速度足夠大且時間足夠長，蠟塊就能始終運(yùn)動到手握的A端，故C正確．9．(多選)如圖所示，洗衣機(jī)的脫水筒采納帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法正確的是()A．脫水過程中，衣物中的水是沿半徑方向被甩出去的B．增大脫水筒轉(zhuǎn)動速度，脫水效果會更好C．水會從衣物中甩出是因?yàn)樗艿诫x心力的原因D．衣物靠近筒壁的脫水效果比靠近中心的脫水效果好【答案】BD【解析】脫水過程中，水做離心運(yùn)動，所以是沿切線方向被甩出去的，A錯誤；增大脫水筒轉(zhuǎn)動速度，水所需向心力變大，離心效果更好，脫水效果會更好，B正確；離心力是效果力，不是物體實(shí)際受到的力，C錯誤；依據(jù)F＝mrω2，可知相同轉(zhuǎn)速下，靠近筒壁的衣物須要向心力更大，脫水效果更好，D正確．10．(多選)如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上放著A、B、C三個物體，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)臺間的動摩擦因數(shù)相同．當(dāng)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時，下列說法正確的是()A．若三個物體均未滑動，則C物體的向心加速度最大B．若三個物體均未滑動，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D．若轉(zhuǎn)速增加，則C物體最先滑動【答案】AD【解析】三個物體都未滑動時，角速度相同，設(shè)角速度為ω，依據(jù)向心加速度公式a＝ω2r，知C的向心加速度最大，A正確；三個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，B錯誤；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．A、B的臨界角速度相等，可知A、B一起滑動，C錯誤，D正確．B組·實(shí)力提升11．(多選)如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺上放一個質(zhì)量M＝2kg的木塊，它與轉(zhuǎn)臺間最大靜摩擦力fmax＝6.0N，繩的一端系在木塊上，穿過轉(zhuǎn)臺的中心孔O(孔光滑，忽視小滑輪的影響)，另一端懸掛一個質(zhì)量m＝1.0kg的物體．當(dāng)轉(zhuǎn)臺以角速度ω＝5rad/s勻速轉(zhuǎn)動時，木塊相對轉(zhuǎn)臺靜止，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))()A．0.04m B．0.08mC．0.16m D．0.32m【答案】BCD【解析】當(dāng)M有遠(yuǎn)離軸心運(yùn)動的趨勢時，有mg＋fmax＝Mω2rmax，當(dāng)M有靠近軸心運(yùn)動的趨勢時，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.12．高速馬路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑R＝100m，汽車輪胎與路面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.225.若路面是水平的(最大靜摩擦力可近似看作與滑動摩擦力相等，g取10m/s2)，問：(1)汽車轉(zhuǎn)彎時不發(fā)生徑向滑動(離心現(xiàn)象)所允許的最大速度vm為多大？(2)當(dāng)超過vm時，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？【答案】(1)15m/s(2)汽車將做離心運(yùn)動，嚴(yán)峻時將出現(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供應(yīng)，設(shè)汽車質(zhì)量為m，最大靜摩擦力可近似看作與滑動摩擦力相等，則fm＝μmg，則有meq\f(veq\o\al(2,m),