1、1.2.3离心现象及其应用合格性检测1.(多选)在人们经常见到的以下现象中,属于离心现象的是()A.舞蹈演员在表演旋转动作时,裙子会张开B.在雨中静止的伞面上的雨水会很快地沿伞面运动,到达边缘后雨水将做曲线运动C.满载黄沙或石子的卡车,在急转弯时,部分黄沙或石子会被甩出D.守门员把足球踢出后,球在空中沿着弧线运动解析裙子张开属于离心现象,静止伞上的雨水受重力作用,沿伞面向下运动,到达边缘后将做斜向下抛运动,黄沙或石子是因为受到的力不够提供向心力而做离心运动,守门员踢出足球,球在空中沿着弧线运动是因为足球在力的作用下运动,不是离心现象。答案AC2.如图1所示,洗衣机脱水筒在转动时,衣服贴靠在匀速
2、转动的圆筒内壁上而不掉下来,则衣服()图1A.受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用B.所需的向心力由重力提供C.所需的向心力由弹力提供D.转速越快,弹力越大,摩擦力也越大解析衣服只受重力、弹力和静摩擦力三个力作用,A错误;衣服做圆周运动的向心力为它所受到的合力,由于重力与静摩擦力平衡,故弹力提供向心力,即Nmr2,转速越大,N越大,C正确,B、D错误。答案C3.世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067公里,共有23个弯道,如图2所示,赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,则以下说法正确的是()图2A.是由于赛车行驶到弯道时,运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道
3、的B.是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的C.是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的D.由公式Fm2r可知,弯道半径越大,越容易冲出跑道解析赛车在水平路面上转弯时,静摩擦力提供向心力,最大静摩擦力与重力成正比,而需要的向心力为。赛车在转弯前速度很大,转弯时做圆周运动的半径就大,运动员没有及时减速就会造成赛车冲出跑道,B正确,A、C、D错误。答案B4.做离心运动的物体,它的速度变化情况是()A.速度大小不变,方向改变B.速度大小不变,方向不变C.速度的大小和方向一定都改变D.速度的大小和方向可能都不变解析离心运动表现为两种形式:一是沿切线远离圆心
4、,做匀速直线运动,这种情况下,速度的大小和方向都不变;二是介于切线与圆周之间远离圆心,这种情况是由于合外力所提供的向心力不足造成的,轨迹为曲线,速度的大小和方向都变化。由上述分析可知,选项A、B、C错误,D正确。答案D5.试管中装了血液,封住管口后,将此管固定在转盘上,如图3所示,当转盘以一定角速度转动时()图3A.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解析密度大,则同体积的物质其质量大,由Fmr2可知其需要的向心力大,将做离心运动,A正确。答案A6.某同学在进行课外实验时,做了一个“人工
5、漩涡”的实验,取一个装满水的大盆,用手掌在水中快速转动,就在水盆中形成了“漩涡”,随着手掌转动越来越快,形成的漩涡也越来越大,如图4所示,则关于漩涡形成的原因,下列说法中正确的是()图4A.由于水受到向心力的作用B.由于水受到合外力的作用C.由于水受到离心力的作用D.由于水做离心运动解析水在手的拨动下做圆周运动,当水转动越来越快时,需要的向心力也越来越大,当其所需的向心力大于所受合外力时,即做离心运动,故选项D正确。答案D7.(2018佛山高一检测)一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙物体质量分别为M和m(Mm),它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍,两物体用一根长为
6、L(LR)的轻绳连在一起。如图5所示,若将甲物体放在转轴的位置上,甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直,要使两物体与圆盘不发生相对滑动,则转盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)()图5A. B.C. D.解析当m以最大角速度转动时,以M为研究对象,则FMg,以m为研究对象,则FmgmL2,可得,选项D正确。答案D等级性检测8.(2018开平高一检测)如图6所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是()图6A.两物体均沿切线方向滑动B.两物体均沿半径
7、方向滑动,离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远解析A、B两物体刚好还未发生滑动时,A、B所受摩擦力都达到最大摩擦力fmax,A、B受力情况如图。A、B两物体刚好还未发生滑动时,物体A需要的向心力FAfmaxTm2rA,物体B需要的向心力FBfmaxTm2rB,烧断细线后,细线上拉力T消失,对A有fmaxm2rB,物体B随盘一起转动,故选项D正确。答案D9.如图7所示,圆盘上叠放着两个物块A和B,当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时,物块与圆盘始终保持相对静止,则()图7A.物块A不受摩擦力作用B.
8、物块B受5个力作用C.当转速增大时,A受摩擦力增大,B受摩擦力减小D.A对B的摩擦力方向沿半径指向转轴解析物块A受到的摩擦力充当其向心力,选项A错误;物块B受到重力、支持力、A对物块B的压力、A对物块B的沿半径向外的静摩擦力、圆盘对物块B的沿半径向里的静摩擦力,共5个力的作用,选项B正确;当转速增大时,A、B所受摩擦力都增大,选项C错误;A对B的摩擦力方向沿半径向外,选项D错误。答案B10.如图8所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓
9、慢地加速转动,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()图8A.b一定比a先开始滑动B.a、b所受的摩擦力始终相等C.是b开始滑动的临界角速度D.当时,a所受摩擦力的大小为kmg解析最大静摩擦力相等,而b需要的向心力较大,所以b先滑动,A项正确;在未滑动之前,a、b各自受到的摩擦力等于其向心力,因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力,B项错误;b处于临界状态时,kmgm22l,C项正确;当a开始滑动时,由kmgml,得a,而,木块a未发生滑动,当时,对a:fml2mlkmg,D项错误。答案AC11.如图9所示为汽车在水平路面做半径为R的大转弯的后视图,悬吊在车顶的灯左偏了角,则:(重力加速度为
10、g)图9(1)车正向左转弯还是向右转弯?(2)车速是多少?(3)若(2)中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度,则车轮与地面间的动摩擦因数是多少?解析(1)向右转弯(2)对灯受力分析知mgtan m,解得v(3)车刚好不打滑,有MgM,解得tan 。答案(1)向右转弯(2)(3)tan 12.如图10所示,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R0.5 m,离水平地面的高度H0.8 m,物块平抛落地过程水平位移的大小x0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g10 m/s2。求:图10(1)物块做平抛运动的初速度大小v0;(2)物块与转台间的动摩擦因数。解析(1)物块做平抛运动,在竖直方向上有Hgt2在水平方向上有xv0t由式解得v0x代入数据得v01 m/s(2)物块离开转台时,由最大静摩擦力提供向心力,有fmmfmNmg由式得代入数据得0.2答案(1)1 m/s(2)0.2