2.4 离心现象及其应用同步练习 2021—2022 学年高中物理粤教版 （2019）必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．在武汉市举行的 2019 世界军人运动会上，中国名将王铮夺得金牌，链球比赛时，运动员两手握着链球 的把手，人和球同时旋转，最后加力使链球脱手而出，下列说法正确的是（　　） A．链球脱手后沿金属链的方向飞出 B．链球飞出后做直线运动 C．链球飞出后做曲线运动 D．链球飞出后做匀速运动 2．下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动（　　） ① 汽车转弯时要限制速度 ②转速很高的砂轮半径不能做得太大 ③ 在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨 ④离心水泵工作时 A．①②③ B．②③④ 3．汽车行驶中和离心运动有关的是 C．①②④ ( D．①③④ ) A．汽车开进泥坑里轮胎打滑 B．汽车通过圆形拱桥 C．汽车直线行驶时与其他车辆发生碰撞 D．汽车在转弯时由于速度太快导致翻车 4．为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以（　　） a、增大汽车转弯时的速度 b、减小汽车转弯时的速度 c、增大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦 A．a、b B．a、c C．b、d 5．有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（　 ） D．b、c A．如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B．如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 C．如图丙，小球在细绳作用下做匀速圆周运动，重力与拉力的合力必指向圆心（不计阻力） D．如图丁，物体 M 紧贴圆筒壁随圆筒一起做圆周运动，摩擦力提供向心力 6．下列说法中错误的有（ ） A．提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干 B．转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C．为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速 D．离心沉淀器用了离心运动的原理 7．关于曲线运动，以下说法中正确的是（　　） A．曲线运动一定是加速度变化的运动 B．平抛运动是匀变速曲线运动 C．匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动 D．物体做离心运动一定受到离心力的作用 8．下列有关离心现象及其应用的说法中错误的是 ( 　　 ) A．提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干 B．转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C．为了防止发生事故，高速转动的砂轮，飞轮等不能超过允许的最大转速 D．离心干燥 ( 脱水 ) 器是利用离心离心现象工作的机械 9．如图所示为旋转脱水拖把结构图，旋转杆上有长度为 35cm 的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距 离）为 d  5cm ，固定套杆内部有与旋转杆的螺纹相配套的凹纹，如果旋转杆不动，固定杆可以在旋转杆 上沿其轴线旋转上行或下行。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆 施加驱动力，驱动旋转杆使拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出去。拖把头的托盘半径为 10cm，拖布条的长度为 6cm，脱水桶的半径为 12cm。某次脱水时，固定套杆在 2s 内匀速下压了 35cm，该 过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是（ ） A．拖把头转动的周期为 3.5s B．拖把头转动的角速度为 14πrad/s C．紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出 D．旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为 6：5 10．如图所示，圆柱体竖直固定于光滑水平面上，一根不可伸长的轻质细线一端连接一小球 m，另一端固 定于圆柱体的底部外侧上某点。拉直细线使其水平，给小球一垂直细线的沿水平方向的初速度。则（　 　） A．小球的动能会越来越大 B．半径变小，小球的角速度可能不变 C．若某时刻细线断裂，小球一定沿速度方向做匀速直线运动 D．由于线变短，小球运动半径变为原来的一半时，线对小球的拉力将变为原来的 4 倍 11．雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车 后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图所 示，图中 a、b、c、d 为后轮轮 胎边缘上的四个特殊位置，则（　　） A．泥巴在图中 a、c 位置的向心加速度大于 b、d 位 置的向心加速度 B．泥巴在图中的 b、d 位置时最容易被甩下来 C．泥巴在图中的 c 位置时最容易被甩下来 D．泥巴在图中的 a 位置时最容易被甩下来 12．顺时针摇动水平放置的轮子，图为俯视图。若泥点从水平方向上飞出后打在竖直墙上的 M 点。可以判 定，泥点是从哪点飞离圆盘的（　　） A．A 点 B．B 点 C．C 点 D．D 点 13．下列过程中物体的运动不属于离心运动的是（　　） A．泥土从高速旋转的车轮上飞出 B．水滴从转动的雨伞边缘飞出 C．赛车转弯时速度过大向外侧侧滑 D．箭离弦水平飞出 14．如图所示，下列有关生活的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A．“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力 B．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 C．汽车通过凹形路面的最低点时，汽车处于失重状态 D．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯 15．m 为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A 为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为 r，传送带与皮带轮间不会打滑，当 m 可被水平抛出时(　　) A．皮带的最小速度为 gr g B．皮带的最小速度为 r 1 C．A 轮每秒的转数最少是 2 g r D．A 轮每秒的转数最少是 1 2 gr 二、填空题（共 4 题） 16．在医院里使用离心机将用过的体温计中的水银柱甩回玻璃泡里，将体温计放人离心机时，应将体温计 的________ (填“玻璃泡一端”或“温度刻度一端”)靠近离心机的转轴．同样医生也可根据水银柱的__________ _，用手拿着体温计甩动将水银柱甩回玻璃泡． 17．如图，用一根结实的细绳，一端拴一个小物体。在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动， 体验手对做圆周运动的物体的拉力。 （1）增大旋转的速度，拉力将_______（填“变小”、“变大”或“不变”）。 （2）松手后，小物体将沿_______（填“半径远离圆心”、“切线”或“半径靠近圆心”）方向运动。 18．如图所示，轻质细线一端系一质量 0.1kg 的小球，另一端套在图钉 A 上，此时小球在光滑的水平平台 上做半径 a 为 0.3m，线速度为 0.4m/s 的匀速圆周运动。现拔掉图钉 A 让小球飞出，此后细绳又被 A 正上方 距 A 高 h 为 0.2m 的图钉 B 套住，达到稳定后，小球又在平台上做匀速圆周运动。小球在图钉 A 拔掉后被图 2 钉 B 套住前运动了___________s；稳定后细线拉力变为 1.152 �10 N ，则速度变为原来的___________倍。 19．某同学用频闪摄影的方式拍摄了把手指上的水滴甩掉的过程，如图甲，A、B、C 是最后三个拍摄时刻 指尖的位置。把图甲简化为图乙的模型，在甩手过程中，上臂以肩关节 01 为转动轴转动，肘关节 O2 以 O1 为圆心做半径为 r1 的圆周运动，腕关节 O3 以 O2 为圆心做半径为 r2 的圆周运动，到接近 B 的最后时刻，指 尖 P 以腕关节 O3 为圆心做半径为 r3 的圆周运动。 （1）测得 A、B 之间的距离为 26cm，频闪照相机的频率为 25Hz，则指尖在 A、B 间运动的平均速度 v 为__ _________m/s，粗略认为这就是甩手动作最后阶段指尖作圆周运动的线速度。 （2）指尖通过 B 点时的向心加速度大小为________（用字母表示）。 （3）用这种方式可以使指尖的水滴产生巨大的向心加速度，其原因是：_________。 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示是一种能够方便脱水的地拖桶，为拖把脱水的时候，用脚上下快速踩踏板可以迅速把脱水桶 中拖把的水分脱干，请分析其脱水原理。 21．你坐过游乐场中的离心机吗?试分析，当离心机转动起来后，转盘里的人将怎样运动?他们会有什么感 觉?当转速不断增大时，贴在筒壁上的人会有什么感觉?为什么? 22．杂技运动员抓住长为 L  1.5m 的绳子绕高为 H  5.9m 的固定支柱旋转，支柱直径忽略不计，如图所示， 已知   53o ，且运动员在旋转过程中可视为匀速圆周运动。重力加速度 g  10m / s 2 ，杂技运动员可视为质 o o 点，手臂长度忽略不计，不计空气阻力，（ sin 53  0.8 ， cos53  0.6 ）。求： (1)求杂技运动员在匀速旋转过程中速度大小 v； (2)某时刻运动员松手，求落地点到转轴下端点的距离？（结果保留两位有效数字） 23．如图所示是科技馆里一个挑战智力的玩具：一根两端封口、中央位置上下各开一个小口的透明长圆管， 里面装有两个小球。如何使两个小球分别处于圆管的两端？ 参考答案： 1．C 2．A 3．D 4．D 5．C 6．B 7．B 8．B 9．D 10．C 11．C 12．D 13．D 14．A 15．A 16． 温度刻度一端 17． 变大 18． 1 19． 离心运动的原理 切线 0.6 6.5 v2 r3 线速度很大，半径很小 20．在脱水的过程中，随脱水桶转速的增加，拖把上水所受的力不足以提供水做圆周运动所需要的向心力， 所以水做离心运动。拖布上的水沿切线的方向向外甩出，所以用脚上下快速踩踏板可以迅速把脱水桶中拖 把的水分脱干 21．离心运动．站不住会向外侧运动，筒壁挤压，筒壁的弹力充当向心力 22．(1) v  4m / s ；(2) d  4.2m 23． 如图所示，取一根细棒，将它穿过圆管中部的小孔把小球隔开，转动圆管使之绕细棒旋转。随着转速增大， 两个小球受到的静摩擦力不足以提供它们做圆周运动所需的向心力，发生离心现象，两个小球很快就分别 滚向圆管的两端。