粵教版高中物理必修第二冊分層作業(yè)離心現(xiàn)象及其應(yīng)用A組必備知識基礎(chǔ)練題組一離心現(xiàn)象的應(yīng)用1.用繩子系一個小球在光滑的水平面上做勻速圓周運動,當繩子突然斷了以后,小球的運動情況是()A.沿半徑方向接近圓心B.沿半徑方向遠離圓心C.沿切線方向做直線運動D.仍維持圓周運動2.如圖所示的四種情形中,防止離心現(xiàn)象的是()A.圖甲中,火車轉(zhuǎn)彎時不得超速通過B.圖乙中,棉花糖機制作棉花糖C.圖丙中,儀器通過高速旋轉(zhuǎn)分離血液成分D.圖丁中,洗衣機甩干時脫水筒在高速旋轉(zhuǎn)題組二離心現(xiàn)象的動力學分析3.(多選)在公路轉(zhuǎn)彎處外側(cè)的李先生家門口,三個月內(nèi)連續(xù)發(fā)生了八次大卡車側(cè)翻的交通事故,經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查,畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示,為了避免事故再次發(fā)生,很多人提出了建議,下列建議合理的是()A.在進入轉(zhuǎn)彎處設(shè)立限速標志,提醒司機不要超速轉(zhuǎn)彎B.改造此段彎路,使彎道內(nèi)側(cè)高、外側(cè)低C.改進路面設(shè)計,增大車輪與路面間的摩擦D.提醒司機以更小半徑轉(zhuǎn)彎4.(多選)離心沉淀器可以加速物質(zhì)的沉淀.如圖是它的示意圖,試管中先裝水,再加入粉筆粉末后攪拌均勻,當試管繞豎直軸高速旋轉(zhuǎn)時,兩個試管幾乎成水平狀態(tài),然后可觀察到粉筆粉末沉淀在試管的底部.則()A.旋轉(zhuǎn)越快,試管的高度越低B.粉筆粉末向試管底部運動是一種離心現(xiàn)象C.旋轉(zhuǎn)越快,粉筆粉末的沉淀現(xiàn)象越明顯D.旋轉(zhuǎn)越快,粉筆粉末的沉淀現(xiàn)象越不明顯題組三豎直面圓周運動5.如圖所示,飛機在豎直平面內(nèi)俯沖又拉起,在最低點時,座椅對飛行員的支持力為F,飛行員所受重力為G.則()A.F=G B.F>GC.F=0 D.F<G6.(2024湖南岳陽學業(yè)考試)公路上的拱形橋很常見,汽車通過橋最高點時的運動可以看作圓周運動.如圖所示,汽車通過橋最高點時()A.汽車對橋的壓力等于汽車的重力B.汽車對橋的壓力大于汽車的重力C.汽車過橋最高點時所需要的向心力方向豎直向下D.汽車做圓周運動所需要的向心力為0B組關(guān)鍵能力提升練7.“S”路曲線行駛是我國駕駛證考試中的一項科目,某次練習過程中,有兩名學員分別坐在駕駛座和副駕駛座上,并且始終與汽車保持相對靜止,汽車在彎道上行駛時可視作圓周運動,行駛過程中未發(fā)生打滑.如圖所示,當汽車在水平“S”路上該處減速行駛時()A.兩名學員的線速度相等B.坐在駕駛座上的學員容易被甩出去C.坐在副駕駛座上的學員受到汽車的作用力較大D.汽車對學員的作用力大于學員所受的重力8.(多選)如圖甲所示,滾筒洗衣機脫水時,衣物緊貼著滾筒壁在豎直平面內(nèi)做順時針的勻速圓周運動.如圖乙所示,一件衣物隨著滾筒經(jīng)過a、b、c、d四個位置,下列說法正確的是()A.衣物中的水滴最容易在a位置被甩出B.在b位置滾筒壁對衣物的力指向滾筒圓心C.衣物中的水滴最容易在c位置被甩出D.在d位置衣物受到的合力指向滾筒圓心9.如圖為一種叫作魔盤的娛樂設(shè)施,魔盤繞中心軸線在水平面內(nèi)做圓周運動,當魔盤轉(zhuǎn)動很慢時,站在魔盤上的人會隨魔盤一起轉(zhuǎn)動,當魔盤轉(zhuǎn)速逐漸增大時,人會陸續(xù)被甩向盤邊,轉(zhuǎn)速達到一定值時,人會“貼”在魔盤豎直壁上而不會滑下.若所有人與魔盤間各部分的動摩擦因數(shù)均為μ,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,魔盤半徑為r,則下列說法正確的是()A.人隨魔盤轉(zhuǎn)動過程中受重力、彈力、摩擦力和向心力作用B.轉(zhuǎn)速增大,兩人抱在一起不容易被甩到邊上C.當魔盤角速度為ω時,離圓心距離r0<μgωD.當人能“貼”在魔盤豎直壁上且對盤底無壓力時,魔盤的轉(zhuǎn)速一定不小于1C組核心素養(yǎng)拔高練10.(2024廣東廣州高一檢測)氣嘴燈安裝在自行車的氣嘴上,騎行時會發(fā)光,一種氣嘴燈的感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)如圖所示,感應(yīng)裝置內(nèi)壁光滑,質(zhì)量為m的重物套在光滑桿上,一端通過勁度系數(shù)為k的彈簧連在A點,重物上有觸點C,在B端固定有觸點D,如圖重物靜止時C、D間的距離Δx=3mgk(1)若前輪勻速轉(zhuǎn)動時,線速度大小v0=5gR:①當氣嘴燈運動到最低點時,求B端對重物的支持力;②通過計算判斷LED燈是否能一直發(fā)光.(2)若使前輪勻速轉(zhuǎn)動一周,線速度大小v1=32gR

分層作業(yè)離心現(xiàn)象及其應(yīng)用參考答案1.C解析當繩子斷了以后,向心力消失,小球做離心運動,由于慣性,小球沿切線方向做直線運動,選項C正確.2.A解析火車轉(zhuǎn)彎時,按規(guī)定速度通過是為了防止離心現(xiàn)象,故A符合題意;制作棉花糖的過程中,糖熔化后被甩出做離心運動,是應(yīng)用了離心現(xiàn)象,故B不符合題意;通過高速旋轉(zhuǎn)分離血液成分,是應(yīng)用了離心現(xiàn)象,故C不符合題意;洗衣機甩干時脫水筒在高速旋轉(zhuǎn),衣服上水所受的附著力小于所需向心力時做離心運動,是應(yīng)用了離心現(xiàn)象,故D不符合題意.3.AC解析卡車發(fā)生側(cè)翻的原因是卡車受到的力小于做圓周運動所需的向心力,發(fā)生離心運動,所以要避免事故再次發(fā)生,需要增大車所受的力或者減小向心力.當卡車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時,靜摩擦力提供向心力,增大車輪與路面間的摩擦可以避免事故的發(fā)生,C合理;當彎路的內(nèi)側(cè)高、外側(cè)低時,車重力沿斜面方向的分力背離圓心,導致合力不夠提供向心力,會導致事故發(fā)生,所以應(yīng)該改造此段彎路,使彎道內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高,使支持力和重力的合力沿水平方向有向里的分量,B不合理;卡車做圓周運動所需的向心力F=mv24.BC解析對試管整體分析,整體受到的合力提供向心力,設(shè)試管中心線與豎直方向夾角為α,則提供的向心力為mgtanα,當轉(zhuǎn)速增大時,需要的向心力增大,故α增大,試管越高,選項A錯誤;離心沉淀器是一種離心設(shè)備,不同的物質(zhì)混合,當其工作時,會發(fā)生離心現(xiàn)象,選項B正確;轉(zhuǎn)速越快,離心運動越劇烈,粉筆粉末的沉淀現(xiàn)象越明顯,選項C正確,D錯誤.5.B解析飛機在豎直平面內(nèi)做圓周運動,在最低點由牛頓第二定律有F-G=ma,可知F>G,故選B.6.C解析汽車通過橋最高點時,對汽車受力分析,在豎直方向受重力和橋的支持力,汽車做圓周運動,則重力與支持力的合力提供向心力,且指向圓心,因此向心力方向豎直向下,由牛頓第二定律可得mg-FN=mv2R,解得FN=mg-mv7.D解析兩名學員做圓周運動的半徑不同,則兩名學員的線速度大小和方向均不相同,選項A錯誤;坐在副駕駛座上的學員由于運動的圓周軌跡半徑更大,因此在角速度相同的前提下,所受的向心加速度更大,更容易被甩出去,選項B錯誤;學員質(zhì)量未知,無法比較受到汽車的作用力的大小,選項C錯誤;汽車對學員的作用力的豎直分力等于學員所受的重力,水平分力提供向心力,故大于重力,選項D正確.8.CD解析因b、d兩位置向心力(合力)既不是最大,也不是最小,附著力不會出現(xiàn)極值,所以只分析a、c兩點即可.設(shè)a、c兩個位置水滴與衣物之間的附著力分別為Fa、Fc,轉(zhuǎn)動的角速度為ω,在a位置有mg+Fa=mω2R,在c位置有Fc-mg=mω2R,則c位置所需附著力更大,所以衣物中的水滴最容易被甩出的位置是c位置,故A錯誤,C正確;衣物緊貼著滾筒壁做勻速圓周運動,所受合力提供向心力,指向滾筒圓心,在b位置,衣物受滾筒壁對衣物的力和重力作用,合力指向滾筒圓心,故B錯誤,D正確.9.D解析人隨魔盤轉(zhuǎn)動過程中受重力、彈力、摩擦力,向心力是效果力,故A錯誤;要使人不被甩到邊上,則最大靜摩擦力應(yīng)大于等于所需向心力,即有μmg≥mr2πn2,可見此關(guān)系式與人的質(zhì)量無關(guān),所以轉(zhuǎn)速增大,兩人抱在一起不影響是否會被甩到邊上,故B錯誤;當魔盤角速度為ω時,要不被甩出,應(yīng)該μmg>mr0ω2,得r0<μgω2,故C錯誤;人恰好“貼”在魔盤豎直壁上時,有mg=f,FN=mr2πn2,又f=μFN,聯(lián)立解得轉(zhuǎn)速為10.解析(1)①由離心運動的原理,可知B端應(yīng)在車輪轉(zhuǎn)軸外側(cè),更靠近氣嘴,A端應(yīng)在內(nèi)側(cè),如圖重物靜止時,彈簧彈力F1=mg=kx在最低點時,合力提供向心力有F+kx+Δx解得B端對重物的支持力F=2mg方向豎直向上.②設(shè)當氣嘴燈運動到最高點時恰能發(fā)光,則此時的彈簧彈力為F2=kΔx+x則此時的臨界狀態(tài)是彈簧彈力和其重力提供向心力F2+