學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 第2章 第3節(jié) 離心現(xiàn)象及其應(yīng)用

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1、學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)第2章第3節(jié) 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)（八） （建議用時(shí)：45分鐘） ［學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)］ 1下面關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的選項(xiàng)是（） A?物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)將離圓心越來(lái)越遠(yuǎn) B. 物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡一定是直線 C?做離心運(yùn)動(dòng)的物體一定不受外力作用 【解析】 D?做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力大小改變時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng) 物體遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)就是離心運(yùn)動(dòng)，故A對(duì)；物體做離心運(yùn)動(dòng) 時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡可能是曲線，故B錯(cuò)；當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力提供的向 心力缺乏時(shí)就做離心運(yùn)動(dòng)冶外力等于零僅是物體做離心運(yùn)動(dòng)的一種情況”故C 錯(cuò)；當(dāng)物體所受合力增大時(shí)，將做近心運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò). 【答案】A 2?

2、物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀（） A?一定是直線 B?—定是曲線 C. 可能是一個(gè)圓 D. 可能是直線，也可能是曲線 【解析】 假設(shè)F合"，那么物體沿切線飛出而做直線運(yùn)動(dòng)；假設(shè)0 VF合 VF向，那么物體做曲線運(yùn)動(dòng)，故D正確. 【答案】D 3.（多項(xiàng)選擇）如圖2-3-9所示，洗衣機(jī)的甩干筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一衣服附在筒壁 上，那么此時(shí)（） 圖 2-3-9 A?衣服受重力、筒壁的彈力和摩擦力 B. 衣服隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是摩擦力 C. 筒壁的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大 D?筒壁對(duì)衣服的摩擦力隨轉(zhuǎn)速的增大而增大 【解析】 衣服受到重力、筒壁的彈力和摩擦力的作用，故A

3、正確；衣服 隨筒壁在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，筒壁的彈力提供向心力"故B錯(cuò)誤;因N = mrD2 , 所以筒壁的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大，故C正確；衣服在豎直方向的合外 力等于零，所以筒壁對(duì)衣服的摩擦力始終等于重力，不隨轉(zhuǎn)速變化，故D錯(cuò)誤. 【答案】AC 4 ?以下哪些現(xiàn)象是為了利用物體產(chǎn)生的離心運(yùn)動(dòng)() A.汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)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(shí)，轉(zhuǎn)彎處內(nèi)軌要低于外軌 D. 工作的洗衣機(jī)脫水桶轉(zhuǎn)速很大 【解析】 A中汽車(chē)轉(zhuǎn)彎向心力由靜摩擦力提供，F(xiàn) 向=吟就，速度過(guò) 大，F(xiàn) 向＞fm會(huì)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，所以要限速防止離心運(yùn)動(dòng)?B中砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)

4、時(shí)，輪 邊緣處受向心力F向 ”半徑越大■所需向心力越大越容易斷裂而發(fā)生離心 運(yùn)動(dòng)，所以半徑小小是為了防止離心運(yùn)動(dòng)?C中火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)軌低于外軌是利用 重力的分力提供向心力防止離心運(yùn)動(dòng)，只有D中脫水時(shí)是利用離心運(yùn)動(dòng)把水脫 去，故只選D. 【答案】D 5 ?如圖2-3-10所示，在注滿水的玻璃管中放一個(gè)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(pán)上，且保持與盤(pán)相對(duì)靜止，那么乒 乓球會(huì)() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35390031】 圖 2-3-10 A?向外側(cè)運(yùn)動(dòng) B?向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng) C?保持不動(dòng) D?條件缺乏，無(wú)法判斷 【解析】 假設(shè)把乒乓球換成等體積的水球，那么此水球?qū)?huì)

5、做圓周運(yùn)動(dòng)， 能夠使水球做圓周運(yùn)動(dòng)的是兩側(cè)的水的合壓力，而且這兩側(cè)壓力不管是對(duì)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(yùn)動(dòng)所需的向心力，所以乒乓 球?qū)⒆鼋倪\(yùn)動(dòng). 【答案】B 6 ?如圖2-3-11是摩托車(chē)比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩 托車(chē)轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大平安速度，假設(shè)超過(guò)此速度，摩托車(chē)將發(fā)生滑動(dòng).對(duì)于摩 托車(chē)滑動(dòng)的問(wèn)題，以下論述正確的選項(xiàng)是（） 圖 2-3-11 A?摩托車(chē)一直受到沿半徑方向向外的離心力作用 B?摩托車(chē)所受外力的合力小于所需的向心力 C?摩托車(chē)將沿其線速度的方向沿直線

6、滑去 D?摩托車(chē)將沿其半徑方向沿直線滑去 【解析】摩托車(chē)只受重力■地面支持力和地面摩擦力的作用"沒(méi)有離心力， A項(xiàng)錯(cuò)誤;摩托車(chē)正常轉(zhuǎn)彎時(shí)可看作是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)"所受的合力等于向心力， 如果向外滑動(dòng)，說(shuō)明提供的向心力即合力小于需要的向心力』項(xiàng)正確；摩托車(chē) 將在沿線速度方向與半徑向外的方向之間做離心曲線運(yùn)動(dòng)，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】B 7?一輛質(zhì)量m=2X 103 kg的汽車(chē)在水平公路上行駛，經(jīng)過(guò)半徑r=50 m的 彎路時(shí)，如果車(chē)速v=72 km/h，這輛汽車(chē)會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑？輪胎與路面間的最 大靜摩擦力FmaxX104 N. 【解析】汽車(chē)的速度： v = 72 km/h = 20

7、m/s 汽車(chē)過(guò)彎路時(shí)所需的向心力大小為 F = m^^2 = 2X103x2502xiO4 N 由于F>Fmax，所以汽車(chē)做離心運(yùn)動(dòng)，即發(fā)生側(cè)滑? 【答案】會(huì) ［能力提升］ 8?（多項(xiàng)選擇）如圖2-3-12所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著A、B、C三個(gè)物體，質(zhì)量 分別為2m、m、m，離轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、R、2R,與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)相 同，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是（） 圖 2-3-12 A?假設(shè)三個(gè)物體均未滑動(dòng)，C物體的向心加速度最大 B?假設(shè)三個(gè)物體均未滑動(dòng)，B物體受的摩擦力最大 C?轉(zhuǎn)速增加，A物體比B物體先滑動(dòng) D?轉(zhuǎn)速增加，C物體先滑動(dòng) 【解析】 三個(gè)物體均未滑

8、動(dòng)時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同，均為側(cè)，根據(jù) a=2知，半徑最大的向心加速度最大，A正確；三個(gè)物體均未滑動(dòng)時(shí)，靜摩 擦力提供向心力= 2m^2R tfB = mmiR tfC = 2mm2R , B物體受的摩擦力最小， B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速增加時(shí)，角速度增加，當(dāng)三個(gè)物體都剛要滑動(dòng)時(shí)，對(duì)A： 2mg = 2mrniR，對(duì)B : pmg = m^2R，對(duì)C ：^mg = 2mrnzR，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C的靜 力提供向心力首先到達(dá)缺乏，C物體先滑動(dòng)，D正確；A與B要么不動(dòng)， 么一起滑動(dòng)，C錯(cuò)誤. 【答案】AD 9?（多項(xiàng)選擇）中央電視臺(tái)?今日說(shuō)法?欄目曾經(jīng)報(bào)道了一起發(fā)生在湖南長(zhǎng)沙 某區(qū)湘府路上的離奇

9、交通事故?家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個(gè)月 內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車(chē)側(cè)翻在自家門(mén)口的場(chǎng)面，第八次有輛卡車(chē)沖撞進(jìn)李先 生家，造成三死一傷和房屋嚴(yán)重?fù)p毀的血腥慘案?經(jīng)公安部門(mén)和交通部門(mén)協(xié)力 調(diào)查，畫(huà)出的現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖2-3-13所示?交警根據(jù)圖示作出以下判斷，你認(rèn) 為正確的選項(xiàng)是（） 現(xiàn)場(chǎng)示意圖 圖 2-3-13 A?由圖可知汽車(chē)在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐?chē)做離心運(yùn)動(dòng) B?由圖可知汽車(chē)在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐?chē)做向心運(yùn)動(dòng) C?公路在設(shè)計(jì)上可能內(nèi)（東）高外（西）低 D?公路在設(shè)計(jì)上可能外（西）高內(nèi)（東）低 【解析】 汽車(chē)在拐彎時(shí)因?yàn)檐?chē)做育心運(yùn)動(dòng)發(fā)生傅翻，A正確、B錯(cuò)誤；公 路在設(shè)計(jì)上

10、可能內(nèi)（東）高外（西）低，合外力缺乏以提供汽車(chē)做IB周運(yùn)動(dòng)的向心力 而做R心畫(huà)，C正確、D鮭. 【答案】AC 10?如圖2-3-14所示，水平桿AB可以繞豎直軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在離桿的 B端0.3 m處套著一個(gè)質(zhì)量為0.2 kg的小環(huán)，當(dāng)桿以20 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 小環(huán)受到的摩擦力多大？如環(huán)與桿之間的最大靜摩擦力等于壓力的0.4倍，問(wèn)： 當(dāng)桿以40 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小環(huán)最遠(yuǎn)可以放到什么位置上而不至于滑 動(dòng)？ （g 取 10 m/s2） 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35390032】 ■ 2-3-14 【解析】 角速度 m1 = 2nn1 = ^2n rad/s 對(duì)環(huán)由

11、牛 二定律有 f= m?2r1 X X0.3 N = 0.26 N. 轉(zhuǎn)速増加而環(huán)恰好不滑動(dòng)時(shí) 角速度 叫=2nn2 = $ rad/s 又 kmg=m^r1 故 r2 = kmg = 0.23 m. 2 m啊 【答案】 0.26 N 距 B 端 0.23 m 處 第6頁(yè) 11.如圖2-3-15所示，細(xì)繩一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=0.5 kg的物體，靜止 在水平板上，另一端通過(guò)光滑的小孔吊著質(zhì)量為m=0?3 kg的物體，M的中點(diǎn)與 圓孔的距離為0.2 m, M和水平板間的最大靜摩擦力為2 N?現(xiàn)使此水平板繞中 心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)角速度血在什么范圍內(nèi)m會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)？仗取1

12、0 m/s2) 圖 2-3-15 【解析】 物體M在做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中”隨著水平板角速度大小的變化， 物體受到的靜摩擦力的大何方向都在變化■但繩上的拉力大小一直不變■恒為 mg. 當(dāng)物體受到的靜摩擦力到達(dá)最大.為幾嘔,方向指向圓心O時(shí)”物體做圓周 運(yùn)動(dòng)的向心力最大， 為 Frnaxfjmg ① 當(dāng)物體受到的靜摩擦力到達(dá)最大.為幾嘔,方向背離圓心O時(shí)”物體做圓周 運(yùn)動(dòng)的向心力最小， 為 Fmin = mg^fnax ② 另有向心力公式F 向=M^2 ③ 聯(lián)立①②③式并代入數(shù)據(jù)得 %nax= J50 rad/S，%n= J10 鈕 所以水平板旋轉(zhuǎn)的角速度的范圍為：/ID rad/sWeW、/50 rad/s. 【答案】 .10 rad/sWeWp50 rad/s