粤教版 (2019)必修 第二册第四节 离心现象及其应用一课一练

这是一份粤教版 (2019)必修 第二册第四节 离心现象及其应用一课一练，共5页。试卷主要包含了下列现象利用了离心运动原理的是等内容，欢迎下载使用。

A组·基础达标
1．物体做离心运动时，运动轨迹的形状( )
A．一定是直线
B．一定是曲线
C．可能是一个圆
D．可能是直线，也可能是曲线
【答案】D
2．(2023年中山一中阶段测试)如图所示，水平旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘飞出．下列说法正确的是( )
A．水珠从雨伞的边缘沿半径方向脱离雨伞
B．水珠重力大于水珠与雨伞之间的作用力
C．水珠脱离雨伞时的速率小于雨伞边缘的线速度
D．水珠受到的合外力小于水珠需要的向心力
【答案】D 【解析】线速度方向垂直半径方向，则水珠从雨伞的边缘沿垂直于半径方向脱离雨伞，A错误；水滴飞出做离心运动是因为水珠受到的合外力小于水珠做圆周运动需要的向心力，但无法比较水珠重力与水珠与雨伞之间的作用力的大小关系，B错误，D正确；水珠脱离雨伞时的速率等于雨伞边缘的线速度，C错误．
3．下列现象利用了离心运动原理的是( )
A．汽车转弯时要限制速度
B．转速很大的砂轮半径做得不能太大
C．在修建铁路时，转弯处内轨要低于外轨
D．工作的洗衣机脱水筒转速很大
【答案】D
4．洗衣机的脱水筒在工作时，有一衣物附着在竖直的筒壁上，则此时( )
A．衣物受重力和摩擦力作用
B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供
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筒的转速的增大而增大
【答案】C
5．(多选)洗衣机脱水的原理是利用了离心运动把附着在衣服上的水分甩干．如图是某同学用塑料瓶和电动机等自制的脱水实验原理图，但实验发现瓶内湿毛巾甩干效果不理想，为了能甩得更干，请为该同学设计改进建议( )
脱水原理示意图
A．增加转速
B．减小转速
C．增大塑料瓶半径
D．减小塑料瓶半径
【答案】AC 【解析】塑料瓶内湿毛巾需要的向心力为F＝m eq \f(v2,r)＝mω2r＝4π2mn2r，故要增强甩干效果，即要提高需要的向心力．由以上表达式可知，可以提高转速或增大半径，A、C正确，B、D错误．
6．试管中装了血液，封住管口后，将此管固定在转盘上，如图所示，当转盘以一定角速度旋转时( )
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．血液中的各种物质仍均匀分布在管中
【答案】A 【解析】对于血液中密度大的物质，在试管中同位置处做圆周运动所需的向心力大于血液液体微元做圆周运动所需向心力，故试管中密度大的物质会做离心运动．
7．汽车在水平地面上转弯，地面对车的摩擦力已达到最大值．当汽车的速率增大到原来的二倍时，若使车在地面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应( )
A．增大到原来的二倍
B．减小到原来的一半
C．增大到原来的四倍
D．减小到原来的四分之一
【答案】C 【解析】汽车在水平路面上转弯，向心力由静摩擦力提供．设汽车质量为m，汽车与路面的动摩擦因数为μ，汽车的转弯半径为r，则μmg＝m eq \f(v2,r)，由此得r∝v2，速率增大到原来的二倍，故转弯半径应增大到原来的四倍，C正确．
8．如图所示，在盛满水的试管中装有一个小蜡块，小蜡块所受浮力略大于重力．当用手握住A端让试管在竖直平面内左右快速摆动时，关于蜡块的运动，以下说法正确的是( )
A．与试管保持相对静止
B．向B端运动，可以到达B端
C．向A端运动，可以到达A端
D．无法确定
【答案】C 【解析】试管快速摆动，试管中的水和浸在水中的蜡块都有做离心运动的趋势(尽管试管不是做完整的圆周运动，且运动的方向也不断变化，但并不影响问题的实质)，但因为蜡块的密度小于水的密度，蜡块被水挤压向下运动．只要摆动速度足够大且时间足够长，蜡块就能一直运动到手握的A端，故C正确．
9．(多选)如图所示，洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法正确的是( )
A．脱水过程中，衣物中的水是沿半径方向被甩出去的
B．增大脱水筒转动速度，脱水效果会更好
C．水会从衣物中甩出是因为水受到离心力的缘故
D．衣物靠近筒壁的脱水效果比靠近中心的脱水效果好
【答案】BD 【解析】脱水过程中，水做离心运动，所以是沿切线方向被甩出去的，A错误；增大脱水筒转动速度，水所需向心力变大，离心效果更好，脱水效果会更好，B正确；离心力是效果力，不是物体实际受到的力，C错误；根据F＝mrω2，可知相同转速下，靠近筒壁的衣物需要向心力更大，脱水效果更好，D正确．
10．(多选)如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的动摩擦因数相同．当转台旋转时，下列说法正确的是( )
A．若三个物体均未滑动，则C物体的向心加速度最大
B．若三个物体均未滑动，则B物体受的摩擦力最大
C．若转速增加，则A物体比B物体先滑动
D．若转速增加，则C物体最先滑动
【答案】AD 【解析】三个物体都未滑动时，角速度相同，设角速度为ω，根据向心加速度公式a＝ω2r，知C的向心加速度最大，A正确；三个物体受到的静摩擦力分别为fA＝(2m)ω2R，fB＝mω2R，fC＝mω2(2R)，所以物体B受到的摩擦力最小，B错误；增加转速，可知C最先达到最大静摩擦力，所以C最先滑动．A、B的临界角速度相等，可知A、B一起滑动，C错误，D正确．
B组·能力提升
11．(2023年珠海一中段考)前置式滚筒洗衣机如图所示，滚筒绕水平轴转动，既可以洗涤、也可以漂洗，脱水滚筒上有小孔．现研究其脱水，当湿衣服贴着滚筒壁在竖直面做逆时针方向的匀速圆周运动时，下列分析正确的是( )
A．当衣服到达最高点的时候，水最容易脱离衣服
B．当衣服到达最左侧位置时，衣服受到向下的摩擦力
C．当衣服到达最低点的时候，滚筒对衣服的支持力大于衣服重力
D．衣服在最低点所受的向心力大于衣服在最高点所受的向心力
【答案】C 【解析】湿衣服随滚筒一起做匀速圆周运动，它们的角速度是相等的，故在转动过程中的加速度大小为a＝ω2R；在最高点，根据牛顿第二定律可知：mg＋FN1＝mω2R，解得FN1＝mω2R－mg；在最低点FN2－mg＝mω2R，解得FN2＝mω2R＋mg，在滚筒中轴等高处有FN＝mω2R，衣服受到向上的摩擦力，可知湿衣服对滚筒壁的压力在最低点位置最大，水在滚筒最低点时最容易被甩出，A、B、D错误，C正确．
12．(2023年惠州质检)旋转秋千是游乐园里常见的游乐项目，它由数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上，每一座椅可坐一人．如图所示，是一种模拟该运动的装置，整个装置可绕置于地面上的竖直轴Oa转动，已知与转轴固定连接的水平杆ab长s＝0.1 m，连接小球的细绳长L＝ eq \f(1,3) m，小球质量m＝0.1 kg，整个装置绕竖直轴Oa做匀速圆周运动时，连接小球的细绳与竖直方向成37°角，小球到地面的高度h＝0.8 m，重力加速度g取10 m/s2，已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求：
(1)细绳对小球的拉力T的大小；
(2)该装置匀速转动角速度的大小；
(3)若转动过程中，细绳突然断裂，求小球落地时到转轴Oa的水平距离．
【答案】(1)1.25 N (2)5 rad/s
(3)0.67 m
【解析】(1)小球竖直方向受力平衡，有T＝ eq \f(mg,cs 37°)，解得T＝1.25 N．
(2)小球做水平面内的匀速圆周运动，合力提供向心力，
可得mg tan 37°＝mω2r，
小球做圆周运动的半径r＝s＋L sin 37°＝0.3 m，
联立解得ω＝5 rad/s．
(3)细绳断裂时，小球的线速度大小为v＝ωr＝1.5 m/s，
由h＝ eq \f(1,2)gt2，解得t＝0.4 s，
小球平抛过程中，水平分位移为x＝vt＝0.6 m，
根据几何关系可得小球落地时到转轴Oa的水平距离为d＝ eq \r(x2＋r2)，解得d＝ eq \f(3,10) eq \r(5) m≈0.67 m．