2017-2018学年高中物理第2章研究圆周运动2.4研究离心现象及其应用教学案沪科版必修2

改进建议(　　) 图6 A.增加转速 B.减小转速 C.增大塑料瓶半径 D.减小塑料瓶半径 答案　AC 3.(离心现象的分析)(多选)如图7所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的动摩擦因数相同.当转台旋转时，下列说法中正确的是(　　) 图7 A.若三个物体均未滑动，则C物体的向心加速度最大 B.若三个物体均未滑动，则B物体受的摩擦力最大 C.若转速增加，则A物体比B物体先滑动 D.若转速增加，则C物体最先滑动 答案　AD 解析　三物体都未滑动时，角速度相同，设角速度为ω，根据向心加速度公式a＝ω2r，知C的向心加速度最大，选项A正确；三物体均未滑动时，三个物体受到的静摩擦力分别为：fA＝(2m)ω2R，fB＝mω2R，fC＝mω2(2R)，所以物体B受到的摩擦力最小，选项B错误；增加转速，可知C最先达到最大静摩擦力，所以C最先滑动.A、B的临界角速度相等，可知A、B一起滑动，选项C错误，D正确. 4.(汽车在水平路面的转弯)高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.225.若路面是水平的(假设最大静摩擦力可近似看做与滑动摩擦力相等，g取10 m/s2).问： (1)汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大？ (2)当超过vm时，将会出现什么现象？ 答案　(1)54 km/h　(2)汽车将做离心运动，严重时将出现翻车事故 解析　(1)在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力提供，设汽车质量为m，最大静摩擦力可近似看做与滑动摩擦力相等，则fm＝μmg，则有m (2)当汽车的速度超过54 km/h时，需要的向心力m 课时作业 一、选择题(1～6题为单选题，7～10题为多选题) 1.关于离心运动，下列说法中正确的是(　　) A.物体一直不受外力作用时，可能做离心运动 B.做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动 C.做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化变将做离心运动 D.做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动 答案　D 解析　物体一直不受外力作用，物体应保持静止状态或匀速直线运动状态，选项A错误；做匀速圆周运动的物体，所受的合外力等于物体做匀速圆周运动的向心力，当外界提供的合外力增大时，物体所需的向心力并没有增大，物体将做近心运动，选项B错误；做匀速圆周运动的物体，向心力的数值发生变化，物体可能仍做圆周运动，例如变速圆周运动，也可能做近心运动或离心运动，选项C错误；根据离心运动的条件可知，选项D正确. 2.下列哪个现象利用了物体的离心运动(　　) A.火车转弯时要限制速度 B.转速很高的砂轮半径不能做得太大 C.在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨 D.离心水泵工作时 答案　D 3.试管中装了血液，封住管口后，将试管固定在转盘上.如图1所示.当转盘以一定角速度旋转时(　　) 图1 A.血液中密度大的物质将聚集在管的外侧 B.血液中密度大的物质将聚集在管的内侧 C.血液中密度大的物质将聚集在管的中央 D.血液中各种物质仍均匀分布在管中 答案　A 解析　密度大，则同体积的物质其质量大，由F＝mRω2可知其需要的向心力大，将做离心运动，A正确. 4.世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067公里，共有23个弯道，如图2所示，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下说法正确的是(　　) 图2 A.是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的 B.是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的 C.是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的 D.由公式F＝mω2r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道 答案　B 解析　赛车在水平路面上转弯时，静摩擦力提供向心力，最大静摩擦力与重力成正比，而需要的向心力为 5.某同学在进行课外实验时，做了一个“人工漩涡”的实验，取一个装满水的大盆，用手掌在水中快速转动，就在水盆中形成了“漩涡”，随着手掌转动越来越快，形成的漩涡也越来越大，如图3所示.则关于漩涡形成的原因，下列说法中正确的是(　　) 图3 A.由于水受到向心力的作用 B.由于水受到合外力的作用 C.由于水受到离心力的作用 D.由于水做离心运动 答案　D 解析　水在手的拨动下做圆周运动，当水转动越来越快时，需要的向心力也越来越大，当其所需的向心力大于所受合外力时，即做离心运动，故选D项. 6.如图4所示，匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的物体A和B，它们与圆盘间的动摩擦因数相等.当圆盘转速加快到两物体刚要滑动且未滑动的状态时，烧断细线，则两物体的运动情况是(　　) 图4 A.两物体均沿切线方向滑动 B.两物体均沿半径方向做远离圆心的运动 C.两物体随盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动 D.物体A随盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动，B物体将沿一条曲线运动，离圆心越来越远 答案　D 解析　当两物体刚要滑动时，A、B所受静摩擦力都是最大静摩擦力fm. 对A：fm－T＝mω2RA，对B：fm＋T＝mω2RB 若此时剪断细线，A的向心力由圆盘的静摩擦力提供，且f＝mω2RA，所以f