高中物理 2_3离心现象及其应用练习 粤教版必修21

《高中物理 2_3离心现象及其应用练习 粤教版必修21》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 2_3离心现象及其应用练习 粤教版必修21（3页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

第三节　离心现象及其应用 一、单项选择题 1．关于离心运动，下列说法中正确的是(　　) A．物体一直不受外力作用时，可能做离心运动 B．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动 C．做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化就将做离心运动 D．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动 【答案】D 【解析】物体一直不受外力的作用，此时物体受到的只有重力，所以物体将做自由落体运动或者是平抛运动，不是离心运动，所以A错误；向心力的突然变大时，合力大于了物体需要的向心力，物体要做向心运动，所以B错误；合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动，所以向心力的数值发生变化也可能做向心运动，故C错误；当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动，所以D正确． 2．用绳子拴一个小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，当绳子突然断了以后，物体的运动情况是(　　) A．沿半径方向接近圆心 B．沿半径方向远离圆心 C．沿切线方向做直线运动 D．仍维持圆周运动 【答案】C 【解析】当绳子断了以后，向心力消失，物体做离心运动，由于惯性，物体沿切线方向做直线运动．选项A、B、D错误，选项C正确． 图2－3－7 3．试管中装了血液，封住管口后，将此管固定在转盘上，如图2－3－7所示，当转盘以一定角速度转动时(　　) A．血液中密度大的物质将聚集在管的外侧 B．血液中密度大的物质将聚集在管的内侧 C．血液中密度大的物质将聚集在管的中央 D．血液中的各物质仍均匀分布在管中 【答案】A 【解析】密度大，则同体积其质量大，由F＝mrω2可知其需要的向心力大，将做离心运动，A对． 4．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一个小物体A，今给它一个水平的初速度v0＝，则物体将(　　) A．沿球面下滑到水平面 B．先沿球面下滑一段，然后离开球面做斜下抛运动 C．按半径大于R的新的圆弧轨道做圆周运动 D．立即离开半球做平抛运动 【答案】D 【解析】在最高点，物体的速度达到，此时A对半圆球的压力为零，做平抛运动，离开了球面． 二、双项选择题 5．做离心运动的物体，它的速度变化情况是(　　) A．速度的大小不变，方向改变 B．速度的大小改变，方向不变 C．速度的大小和方向可能都改变 D．速度的大小和方向可能都不变 【答案】CD 【解析】若向心力突然消失，物体沿切线方向飞出，速度大小和方向都不变；若向心力不足，物体做逐渐远离圆心的运动，速度的大小和方向都改变，所以C、D正确． 6．为了防止物体做离心运动而造成损失，下列做法正确的是(　　) A．汽车转弯时要限定速度 B．洗衣机转动给衣服脱水 C．转速较高的砂轮半径不宜太大 D．将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖” 【答案】AC 【解析】因为F向心＝m，所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故A正确；洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故B错误；因为F向心＝m所以转速很高的砂轮所需的向心力就大，转速很高的砂轮半径做得太大，就会出现砂轮承受不了巨大的力而断裂，出现离心运动．所以砂轮要做的小一些．故C正确；将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转，使其做离心运动，从而制成“棉花糖”，故D错误． 7．洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时(　　) A．衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力 B．衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力 C．筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大 D．筒壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大 【答案】AC 【解析】对衣服进行受力分析，可知A正确，在竖直方向上衣物的重力等于其静摩擦力，D错，向心力由弹力提供F＝mω2r，故C正确，B错． 8．如图2－3－8所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正方体物块．B、C处物块的质量相等且为m，A处物块的质量为2m；点A、B与轴O的距离相等且为r，点C到轴O的距离为2r，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是(　　) 图2－3－8 A．C处物块的向心加速度最大 B．A处物块受到的静摩擦力最小 C．当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块 D．当转速继续增大时，最后滑动起来的只是A处的物块 【答案】AC 【解析】A、B、C处的滑块没有发生滑动时角速度相同，由a＝ω2r知C处物块的向心加速度最大，A选项正确，由f＝F＝mω2r知B处的物块的静摩擦力最小，B选项错，因f静＝μmg，所以当转速增大时，C处的物块最先滑动，选项C正确，D选项错． 三、非选择题 图2－3－9 9．宇航员在航天之前需要进行多种训练，其中图2－3－9是离心实验器的原理图．可以用此实验研究过荷对人体的影响，测定人体的抗荷能力．离心试验器转动时，被测者做匀速圆周运动．现观察到图中的直线AB(线AB与舱底垂直)与水平杆成30角，则被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍？ 【答案】2倍 图2－3－10 10．如图2－3－10所示，有一水平旋转的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，弹簧的一端固定在轴O上，另一端挂一质量为m的物体A，物体与盘面的动摩擦因数为μ(视最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，开始时弹簧未发生形变，长度为R，求： (1)当圆盘的角速度ω为多少时，物体A开始滑动？ (2)当圆盘的角速度为2ω时，弹簧的伸长量为多少？ 【答案】(1)ω＞　(2) 【解析】当圆盘的速度ω较小时，则静摩擦力完全可以提供向心力，当圆盘速度ω较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力． (1)当物体A开始滑动时，由最大静摩擦力提供向心力，则有μmg＝mRω2，故ω＝ ，即当圆盘的角速度ω＝ 再增加时，物体A开始滑动． (2)当圆盘的转速为2ω时，有 μmg＋kΔx＝m(2ω)2r，① r＝R＋Δx.② 由①②得Δx＝.