2024新教材高中物理课时跟踪检测十离心现象及其应用粤教版必修第二册

课时跟踪检测（十）离心现象及其应用A组—重基础·体现综合1．骑自行车在水平路面拐弯时，人和车总向弯道内侧倾斜的最终目的是()A．获得指向弯道内侧的静摩擦力B．获得指向弯道内侧的滑动摩擦力C．获得指向弯道内侧的向心力D．获得斜向上的支持力解析：选C骑自行车在水平路面拐弯时，人和车总向弯道内侧倾斜，是为了让支持力、静摩擦力和重力三个力的合力指向圆心，既可以供应更大的向心力，也能增加人和车整体的稳定性，故A、B、D错误，C正确。2.如图所示，一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m(可视为质点)，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为()A．mg B．mω2RC.eq\r(m2g2＋m2ω4R2) D.eq\r(m2g2－m2ω4R2)解析：选C土豆做匀速圆周运动，受重力和其他土豆对该土豆的作用力，合力供应向心力，依据牛顿其次定律和向心力公式，则有水平方向：Fx＝mω2R，竖直方向：Fy＝mg，所以其他土豆对该土豆的作用力为：F＝eq\r(Fx2＋Fy2)＝eq\r(m2g2＋m2ω4R2)，故C正确。3．让矿泉水瓶绕自身中心轴转动起来，带动瓶中水一起高速、稳定旋转时，选项图中水面形态正确的是()解析：选D随矿泉水瓶转动的水做圆周运动时，须要合外力供应向心力，当水受到的合外力不足以供应须要的向心力时，水将做离心运动，渐渐离开矿泉水瓶的中心轴，所以水面的中心轴处的水将凹一些，而四周的水将高一些。故A、B、C错误，D正确。4．在航天器中工作的航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是()A．失重就是航天员不受力的作用B．失重的缘由是航天器离地球太远，从而摆脱了地球引力的束缚C．失重是航天器独有的现象，在地球上不行能存在失重现象D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动解析：选D航天器和航天员在太空中受到的合力供应向心力，使航天器和航天员做环绕地球的圆周运动，故A错误，D正确；失重时航天员仍旧受到地球引力作用，故B错误；失重是普遍现象，任何物体只要有方向向下的加速度，均处于失重状态，故C错误。5．[多选]如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则()A．衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用B．加快脱水筒转动角速度，筒壁对衣服的摩擦力也变大C．当衣服对水滴的附着力不足以供应水滴须要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动D．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好解析：选CD衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力作用，筒壁的弹力供应向心力，向心力是效果力，故A错误；湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，衣服所受摩擦力与重力相互平衡，圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力与重力仍相互平衡，衣服所受摩擦力不变，故B错误；脱水桶高速运转时，水滴被甩离，是因为衣服对水滴的附着力不足以供应水滴须要的向心力，所以水滴做离心运动，故C正确；由F＝mω2R，知ω增大会使所须要的向心力F增大，而水滴的附着力是肯定的，加快脱水筒转动角速度，附着力不能供应足够大的向心力，水滴就会被甩出去，脱水效果会更好，故D正确。6.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛。竞赛过程中运动员在通过弯道时假如不能很好地限制速度，将发生侧滑而摔离正常竞赛路途。如图所示，圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路途，Oa为运动员在O点时的速度方向(探讨时可将运动员看成质点)。下列论述正确的是()A．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所须要的向心力C．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧D．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间解析：选D发生侧滑是因为运动员的速度过大，所须要的向心力过大，而供应的向心力小于所须要的向心力，故选项A、B错误；运动员在水平方向不受任何外力时沿Oa方向做离心运动，事实上运动员受到的合力方向指向圆弧Ob内侧，所以运动员滑动的方向在Oa右侧与Ob之间，故选项C错误，D正确。7．如图所示，在匀速转动的水平盘面上，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，它们与盘面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，则两个物体的运动状况是()A．两物体均沿切线方向滑动B．两物体均沿半径方向滑动，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：选DA、B两物体刚好还未发生滑动时，物体A须要的向心力FA＝fmax＋FT＝mω2rA，物体B须要的向心力FB＝fmax－FT＝mω2rB，因此FA>FB，烧断细线后，细线上拉力FT消逝，对A有fmax<mω2rA，物体A做离心运动；对B有fmax>mω2rB，物体B随盘一起转动，选项D正确，选项A、B、C均错。8．[多选]如图所示，在高速马路的转弯处，路面外高内低。已知路面与水平面的夹角为θ，弯道处圆弧半径为R，重力加速度为g，当汽车的车速为v0时，恰由支持力与重力的合力供应汽车做圆周运动的向心力，则()A．v0＝eq\r(gRtanθ)B．v0＝eq\r(gRsinθ)C．汽车行驶速度小于v0时，路面会对车轮产生沿路面对下的摩擦力D．汽车行驶速度大于v0时，路面会对车轮产生沿路面对下的摩擦力解析：选AD以汽车为探讨对象，作出汽车的受力图，如图所示。设路面的斜角为θ，依据牛顿其次定律有mgtanθ＝meq\f(v02,R)，解得v0＝eq\r(gRtanθ)，故A正确，B错误。车速若小于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力沿路面指向外侧，即沿路面对上的摩擦力，故C错误。车速若大于v0，所需的向心力增大，此时摩擦力沿路面指向内侧，即沿路面对下的摩擦力，车辆不会向外侧滑动，故D正确。9．现在有一种叫作“魔盘”的消遣设施，如图所示，“魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开。当盘的转速渐渐增大时，盘上的人便渐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害。设“魔盘”转速为6r/min，一个体重为30kg的小孩坐在距离轴心1m处随盘一起转动(没有滑动)。则这个小孩受到的向心力为多大？这个向心力是由什么力供应的？解析：因角速度ω＝2πn＝eq\f(2π×6,60)rad/s＝eq\f(π,5)rad/s，又r＝1m，m＝30kg，则小孩受到的向心力F＝mω2r＝30×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,5)))2×1N≈11.8N。对小孩进行受力分析可知，竖直方向上受力平衡，水平方向上仅受静摩擦力，所以小孩做圆周运动的向心力由静摩擦力供应。答案：11.8N向心力由静摩擦力供应B组—重应用·体现创新10．[多选]社会提倡无偿献血行为。现代献血常采纳“机采成分血”的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分别机分别出其中某一种成分(如血小板、粒细胞或外周干细胞)储存起来，再将分别后的血液回输到捐献者体内。分别血液成分须要用到一种叫离心分别器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分别器的封闭试管内，离心分别器转动时给血液供应一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b，其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与四周血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止起先绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是()A．细胞a相对试管向内侧运动，细胞b相对试管向外侧运动B．细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动C．这种离心分别器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧渐渐变大D．这种离心分别器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同解析：选AC因为满意ρa<ρ0<ρb，则依据离心原理，细胞a相对试管向内侧运动，细胞b相对试管向外侧运动，选项A正确，B错误；依据a＝ω2r可知，这种离心分别器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧渐渐变大，选项C正确，D错误。11．通过阅读课本，几个同学对生活中的圆周运动的相识进行沟通。甲说：“洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动。”乙说：“火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压。”丙说：“汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶。”丁说：“我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是离心现象。”你认为正确的是()A．甲和乙 B．乙和丙C．丙和丁 D．甲和丁解析：选D洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动，故甲同学说法正确；速度小于规定速度才会与内轨挤压，因为小于规定速度后火车有向内翻的趋势，所以乙同学说法错误；为了行车的平安，无论通过凹形桥还是凸形桥，汽车都应当减速慢行，丙同学的说法错误；游乐园里的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是离心现象，故丁同学说法正确。选项D正确。12.原长为L(劲度系数为k)的轻质弹簧的一端固定一小铁块，另一端连接在竖直轴OO′上，小铁块放在水平圆盘上。若圆盘静止，把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上，使小铁块能保持静止的弹簧的最大长度为eq\f(5L,4)。现将弹簧拉长到eq\f(6L,5)后，把小铁块放在圆盘上，在这种状况下，圆盘绕中心轴OO′以肯定角速度匀速运动，如图所示。已知小铁块的质量为m，为使小铁