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1、第四節(jié)離心現(xiàn)象及其應用
一、選擇題
1. 下面關(guān)于離心運動的說法,正確的是( )
A. 物體做離心運動時將離圓心越來越遠
B. 物體做離心運動時其運動軌跡一定是直線
C. 做離心運動的物體一定不受外力作用
D. 做勻速圓周運動的物體所受合力大小改變時將做離心運動
2. 物體做離心運動時,運動軌跡的形狀( )
A. 一定是直線
B. 一定是曲線
C. 可能是一個圓
D. 可能是直線,也可能是曲線
3. 下列哪些現(xiàn)象是為了利用物體產(chǎn)生的離心運動( )
A. 汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度
B. 轉(zhuǎn)速很大的砂輪半徑做得不能太大
C. 在修建鐵路時,轉(zhuǎn)彎處內(nèi)軌要低于外軌
D.
2、工作的洗衣機脫水桶轉(zhuǎn)速很大
4. 洗衣機的脫水筒在工作時,有一衣物附著在豎直的筒壁上,則此時( )
A. 衣物受重力和摩擦力作用
B. 衣物隨筒壁做圓周運動的向心力由摩擦力提供
C. 筒壁的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大
D. 筒壁對衣物的摩擦力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大
5. (多選)洗衣機脫水的原理是利用了離心運動把附著在衣服上的水分甩干.如圖是某同
學用塑料瓶和電動機等自制的脫水實驗原理圖,但實驗發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)濕毛巾甩干效果不理想,為
了能甩得更干,請為該同學設計改進建議( )
開關(guān)
脫水原理示意圖
A. 增加轉(zhuǎn)速
C.增大塑料瓶半徑
B. 減小轉(zhuǎn)速
D.減小塑料
3、瓶半徑
6. 如圖所示,在注滿水的玻璃管中放一個乒乓球,然后再用軟木塞封住管口,將此玻
璃管放在旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)盤上,且保持與盤相對靜止,則乒乓球會( )
A. 向外側(cè)運動
B. 向內(nèi)側(cè)運動
C. 保持不動
D. 條件不足,無法判斷
二、非選擇題
7. 高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑R=100m,汽車輪胎與路面間的動摩擦因數(shù)〃=0.225.若
路面是水平的(假設最大靜摩擦力可近似看作與滑動摩擦力相等,g取10m/s2)o問:
(1) 汽車轉(zhuǎn)彎時不發(fā)生徑向滑動(離心現(xiàn)象)所允許的最大速度m為多大?
(2) 當超過如時,將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
參考答案
1. A
解析:物體遠離圓
4、心的運動就是離心運動,故A對;物體做離心運動時其運動軌跡可
能是曲線,故B錯;當做圓周運動的物體所受合外力提供的向心力不足時就做離心運動,合
外力等于零僅是物體做離心運動的一種情況,故c錯;當物體所受合力增大時,將做近心運
動,故D錯。
2. D
解析:若F合=0,則物體沿切線飛出而做直線運動;若0VF合<F向,則物體做曲線運
動,故D正確。
3. D
解析:A中汽車轉(zhuǎn)彎向心力由靜摩擦力提供,F(xiàn)護myW扁,速度過大,F(xiàn)向〉扁會發(fā)生離
心運動,所以要限速防止離心運動。B中砂輪轉(zhuǎn)動時,輪邊緣處受向心力F向少2匕半徑
越大,所需向心力越大,越容易斷裂而發(fā)生離心運動,所以半徑小是為
5、了防止離心運動。C
中火車轉(zhuǎn)彎時,內(nèi)軌低于外軌是利用支持力的分力提供向心力防止離心運動,只有D中脫
水時是利用離心運動把水脫去,故只選D。
4. C
解析:對衣物研究:豎直方向受重力和摩擦力的作用且掃ng,摩擦力f不變,水平方向
受彈力的作用,A、D錯;衣物隨筒壁做圓周運動的向心力由彈力提供,由N=m*可知當
轉(zhuǎn)速增大時,彈力N增大,B錯,C對。
5. AC
解析:塑料瓶內(nèi)濕毛巾需要的向心力為:F=n^=mco2^m4it2n2r,故要增強甩干效果,即
要提高需要的向心力,由以上表達式可知,可以提高轉(zhuǎn)速或增大半徑,故A、C正確,B、
D錯誤。
6. B
解析:若把乒乓球
6、換成等體積的水球,則此水球?qū)鰣A周運動,能夠使水球做圓周運
動的是兩側(cè)的水的合壓力,而且這兩側(cè)壓力不論是對乒乓球還是水球都是一樣的。但由于乒
乓球的質(zhì)量小于相同體積的水球的質(zhì)量,所以此合壓力大于乒乓球在相同軌道相同角速度下
做圓周運動所需的向心力,所以乒乓球?qū)⒆鼋倪\動。
7. 解:(1)在水平路面上轉(zhuǎn)彎,向心力只能由靜摩擦力提供,設汽車質(zhì)量為〃,,最大靜
摩擦力可近似看作與滑動摩擦力相等,則則有唔皿,&=寸歡,代入數(shù)據(jù)可得 vm= 15 m/So
(2)當汽車的速度超過15 m/s時,需要的向心力所§增大,大于提供的向心力,也就是說
最大靜摩擦力提供的向心力不足以維持汽車做圓周運動的向心力,汽車將做離心運動,嚴重
時將會出現(xiàn)翻車事故。