高中物理沪科版 (2019)必修 第二册3.4 离心现象及其应用随堂练习题

3.4离心现象及其应用基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册

一、选择题（共14题）

1．下列现象中，与离心现象无关的是 (     )

A．汽车启动时，乘客向后倾斜 B．旋转雨伞甩掉伞上的水滴

C．用洗衣机脱去湿衣服中的水 D．运动员将链球旋转后掷出

2．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．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压

B．汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力

C．宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的飞行器中处于完全失重状态，不受重力作用

D．洗衣机脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，故沿切线方向甩出

3．“S”路曲线行驶是我国驾驶证考试中的一项科目，某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S 路”上减速行驶时（  ）

A．两名学员的线速度相等 B．坐在驾驶座上的学员容易被甩出去

C．坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大 D．汽车对学员的作用力大于学员所受的重力

4．如图所示，小球在拉力F作用下在光滑水平面上做匀速圆周运动，若小球到达P点时拉力F突然发生变化，则下列关于小球运动说法正确的是（   ）

A．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心

B．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动

C．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动

D．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动

5．下列事例中，属于防止离心现象的是（     ）

A．用洗衣机脱水

B．链球运动员通过快速旋转将链球甩出

C．汽车转弯时要减速

D．转动雨伞可以去除雨伞上的一些水

6．下列关于离心运动的说法，正确的是（   ）

A．离心运动一定是曲线运动

B．离心运动的本质是惯性的表现

C．离心运动就是物体沿半径方向飞出去的运动

D．离心运动是由于物体受到离心力作用而产生的

7．下列关于离心现象的说法中不正确的是（）

A．当所提供的向心力小于物体所需要的向心力时，就会产生离心现象；

B．阴雨天行驶车轮上的泥巴容易被甩出，是因为泥巴受到的向心力较小；

C．洗衣机脱水桶是利用离心运动把湿衣服甩干的；

D．汽车转弯时速度过大，会因离心运动而侧滑漂移，容易造成交通事故．

8．如图所示是摩托车比赛转弯时的情形．转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动．关于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是(  )

A．摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用

B．摩托车将沿其半径方向沿直线滑去

C．摩擦车将沿其线速度的方向沿直线滑去

D．摩托车所受外力的合力小于所需的向心力

9．以下说法中正确的是（　　）

A．汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于汽车重力

B．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的

C．洗衣机脱水时利用向心运动把附着在衣物上的水甩掉

D．平抛运动是一种匀变速曲线运动

10．有一水平的转盘在水平面内匀速转动，在转盘上放一质量为m的物块恰能随转盘一起匀速转动，则下列关于物块的运动正确的是（　　）

A．如果将转盘的角速度增大，则物块可能沿切线方向飞出

B．如果将转盘的角速度减小，物块将沿曲线逐渐靠近圆心

C．如果将转盘的角速度增大，物块将沿曲线逐渐远离圆心

D．如果将转盘的周期增大，物块将沿半径逐渐靠近圆心

11．下列现象中，与离心现象无关的是（　　）

A．用洗衣机脱去湿衣服中的水 B．旋转雨伞上的水滴

C．汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾斜 D．在公路弯道车辆不允许超过规定速度

12．如图所示是洗衣机的脱水桶，在甩干衣服时，脱水桶绕竖直轴匀速转动，衣服紧贴脱水桶的侧壁并随之转动。下列说法正确的是（　　）

A．衣服对桶壁的压力提供向心力

B．衣服所受重力和静摩擦力的合力为零

C．衣服所受的静摩擦力提供向心力

D．水滴受到的离心力大于它所需的向心力，所以沿切线方向甩出

13．如图所示为旋转脱水拖把结构图，旋转杆上有长度为35cm的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为，固定套杆内部有与旋转杆的螺纹相配套的凹纹，如果旋转杆不动，固定杆可以在旋转杆上沿其轴线旋转上行或下行。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆使拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出去。拖把头的托盘半径为10cm，拖布条的长度为6cm，脱水桶的半径为12cm。某次脱水时，固定套杆在2s内匀速下压了35cm，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是（ ）

A．拖把头转动的周期为3.5s

B．拖把头转动的角速度为

C．紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出

D．旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为6：5

14．港珠澳大桥总长约55公里，是世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥，也是世界公路建设史上技术最复杂、施工难度最高、工程规模最庞大的桥梁。如图所示的路段是一段半径约为120m的圆弧形弯道，路面水平，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为正压力的0.8倍，下雨时路面被雨水淋湿，路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为正压力的0.4倍，若汽车通过圆弧形弯道时做匀速圆周运动，汽车可视为质点，取重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．汽车以72km/h的速率通过此圆弧形弯道时的向心加速度为43.2m/s2

B．汽车以72km/h的速率通过此圆弧形弯道时的角速度为0.6rad/s

C．晴天时，汽车以100km/h的速率可以安全通过此圆弧形弯道

D．下雨时，汽车以60km/h的速率通过此圆弧形弯道时将做离心运动

二、填空题（共4题）

15．洗衣机脱水桶是利用________的原理制成的机械，将衣服放在洗衣机的甩干桶内，当甩干桶高速旋转时，衣服也随之旋转，当水的附着力________（填“大于”、“小于”或“等于”）圆周运动所需要的向心力时，衣服上的水滴就被甩出。

16．海尔全自动洗衣机技术参数如下表，估算脱水桶正常工作时衣服所具有的向心加速度a=________m/s2，（π取3.14，结果保留整数．）脱水桶能使衣服脱水是物理中的________现象．

17．如图所示，轻质细线一端系一质量0.1kg的小球，另一端套在图钉上，此时小球在光滑的水平平台上做半径为0.3m，线速度为的匀速圆周运动。现拔掉图钉让小球飞出，此后细绳又被正上方距高为0.2m的图钉套住，达到稳定后，小球又在平台上做匀速圆周运动。小球在图钉拔掉后被图钉套住前运动了___________s；稳定后细线拉力变为，则速度变为原来的___________倍。

18．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作圆周运动的线速度。

（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：_________。

三、综合题（共4题）

19．杂技运动员抓住长为的绳子绕高为的固定支柱旋转，支柱直径忽略不计，如图所示，已知，且运动员在旋转过程中可视为匀速圆周运动。重力加速度，杂技运动员可视为质点，手臂长度忽略不计，不计空气阻力，（，）。求：

(1)求杂技运动员在匀速旋转过程中速度大小v；

(2)某时刻运动员松手，求落地点到转轴下端点的距离？（结果保留两位有效数字）

20．某游戏设施部分水平轨道如图所示，由两个半圆形和组成的细圆管轨道固定在水平桌面上（圆半径比细管内径大得多），轨道内壁光滑。已知部分的半径部分的半径。弹射装置将一质量的小球（可视为质点）以水平初速度从A点沿切线弹入轨道，小球从C点离开轨道进入下一部分，不计空气阻力，取。求：

（1）小球经过B点前后的向心加速度分别为多大？

（2）小球经过A点时，细圆管对小球的作用力大小。

21．如图所示是一种能够方便脱水的地拖桶，为拖把脱水的时候，用脚上下快速踩踏板可以迅速把脱水桶中拖把的水分脱干，请分析其脱水原理。

22．汽车的轮胎磨面都有一块挡泥板，当下雨天，汽车在调路中行驶时，离地面的一定高度的挡泥板上布满了泥土，这是什么原因？

参考答案

1．A

2．A

3．D

4．D

5．C

6．B

7．B

8．D

9．D

10．C

11．C

12．B

13．D

14．C

15．离心现象    小于   

16．1775；    离心   

17．1    0.6   

18．6.5        线速度很大，半径很小   

19．(1)；(2)

20．（1）40m/s2，80m/s2；（2）

21．在脱水的过程中，随脱水桶转速的增加，拖把上水所受的力不足以提供水做圆周运动所需要的向心力，所以水做离心运动。拖布上的水沿切线的方向向外甩出，所以用脚上下快速踩踏板可以迅速把脱水桶中拖把的水分脱干

22．

汽车的轮胎有凸凹相间的花纹，当汽车在泥泞的泥土中行驶时，带水的泥土黏在轮胎的花纹中，由于车轮转动的速度收大，泥土在轮胎的花放中黏不住，离开轮胎时由泥土由于惯性而具有分离前轮胎的速度，泥土基本上是沿直线而到达挡泥板，过程如图所示。