高中物理魯科版第四章勻速圓周運(yùn)動(dòng)4離心運(yùn)動(dòng) 2023版學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)18

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十八)(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)的說法，正確的是()A．物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)將離圓心越來越遠(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)【解析】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不足時(shí)就做離心運(yùn)動(dòng)，合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】A2．精彩的F1賽事相信你不會(huì)覺得陌生吧！有一次車王在一個(gè)彎道上高速行駛，賽車后輪突然脫落，從而不得不遺憾地退出了比賽。關(guān)于脫落的后輪的運(yùn)動(dòng)情況，以下說法正確的是()A．仍然沿著汽車行駛的彎道運(yùn)動(dòng)B．沿著與彎道垂直的方向飛出C．沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng)，離開彎道D．上述情況都有可能【解析】賽車在彎道上轉(zhuǎn)彎時(shí)做曲線運(yùn)動(dòng)，其速度沿軌道的切線方向，車輪從賽車上脫落后將沿速度方向即軌道的切線方向做直線運(yùn)動(dòng)．故C正確．【答案】C3．物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732132】A．一定是直線B．一定是曲線C．可能是一個(gè)圓D．可能是直線，也可能是曲線【解析】若F合＝0，則物體沿切線飛出而做直線運(yùn)動(dòng)；若0＜F合＜F向，則物體做曲線運(yùn)動(dòng)，故D正確．【答案】D4.(多選)如圖4-4-9所示，洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是()圖4-4-9A．脫水過程中，大部分衣物緊貼筒壁B．在人看來水會(huì)從桶中甩出是由于水滴受到離心力很大的緣故C．加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好D．靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好【解析】水滴隨衣物一起做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，水滴與衣物間的附著力提供水滴所需的向心力．當(dāng)脫水筒轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴與衣物間的附著力足以提供所需的向心力，使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)；脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度加快時(shí)，根據(jù)向心力公式F＝mω2r可知，所需的向心力將增大，當(dāng)水滴與物體間的附著力不足以提供水滴所需的向心力時(shí)，水滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過網(wǎng)孔，飛到脫水筒外面．故選項(xiàng)A、C、D正確．【答案】ACD5.如圖4-4-10所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B，它們與盤間的摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線，則兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732133】圖4-4-10A．兩物體均沿切線方向滑動(dòng)B．兩物體均沿半徑方向滑動(dòng)，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)C．兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)D．物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體A發(fā)生滑動(dòng)，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)【解析】A、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，A、B所受摩擦力都達(dá)到最大摩擦力fmax，A、B受力情況如圖．物體A需要的向心力FA＝fmax＋T＝mω2rA，物體B需要的向心力FB＝fmax－T＝mω2rB，因此FA>FB，燒斷細(xì)線后，細(xì)線上拉力T消失，對(duì)A有fmax<mω2rA，物體A做離心運(yùn)動(dòng)；對(duì)B有fmax>mω2rB，物體B隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確．其他選項(xiàng)均錯(cuò)誤．【答案】D6．如圖4-4-11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)盤上，且保持與盤相對(duì)靜止，則乒乓球會(huì)()圖4-4-11A．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．條件不足，無法判斷【解析】若把乒乓球換成等體積的水球，則此水球?qū)?huì)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)壓力不論是對(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)⑷鼋倪\(yùn)動(dòng)．【答案】B7．如圖4-4-12是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)．對(duì)于摩托車滑動(dòng)的問題，下列論述正確的是()圖4-4-12A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B．摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C．摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去【解析】摩托車只受重力、地面支持力和地面摩擦力的作用，沒有離心力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；摩托車正常轉(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)，說明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B項(xiàng)正確；摩托車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】B8．一輛質(zhì)量m＝2×103kg的汽車在水平公路上行駛，經(jīng)過半徑r＝50m的彎路時(shí)，如果車速v＝72km/h，這輛汽車會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑？已知輪胎與路面間的最大靜摩擦力fmax＝×104N.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732134】【解析】汽車的速度：v＝72km/h＝20m/s汽車過彎路時(shí)所需的向心力大小為F＝meq\f(v2,r)＝2×103×eq\f(202,50)N＝×104N由于F＞fmax，所以汽車做離心運(yùn)動(dòng)，即發(fā)生側(cè)滑．【答案】會(huì)[能力提升]9.(多選)如圖4-4-13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)，下列說法中正確的是()圖4-4-13A．若三個(gè)物體均未滑動(dòng)，C物體的向心加速度最大B．若三個(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)物體均未滑動(dòng)時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同，均為ω，根據(jù)a＝ω2r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，fA＝2mω2R，fB＝mω2R，fC＝2mω2R，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：2μmg＝2mω2R，對(duì)B：μmg＝mω2R，對(duì)C：μmg＝2mω2R，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C的靜摩擦力提供向心力首先達(dá)到不足，C物體先滑動(dòng)，D正確；A與B要么不動(dòng)，要么一起滑動(dòng)，C錯(cuò)誤．【答案】AD10．(多選)如圖4-4-14所示，小球原來能在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若剪斷BC間的細(xì)線，當(dāng)A球重新做勻速圓周運(yùn)動(dòng)后，A球的()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732135】圖4-4-14A．運(yùn)動(dòng)半徑變大B．速率變大C．角速度變大D．周期變大【解析】球A的向心力由線的拉力提供，開始時(shí)，F(xiàn)向＝(mB＋mC)g，若剪斷BC間的細(xì)線，拉力提供的向心力F′向＝mBg＜F向，故球A將做離心運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)半徑要變大，A正確；在此過程中，球A要克服繩的拉力做功，動(dòng)能減小，故速率減小，B錯(cuò)；由v＝ωr知，角速度減小，C錯(cuò)；由v＝eq\f(2πr,T)知，T增大，D正確．【答案】AD11.如圖4-4-15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m處套著一個(gè)質(zhì)量為kg的小環(huán)，當(dāng)桿以20r/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倍，問：當(dāng)桿以40r/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10m/s2)圖4-4-15【解析】角速度ω1＝2πn1＝eq\f(2,3)πrad/s對(duì)環(huán)由牛頓第二定律有f＝mωeq\o\al(2,1)r1＝×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)π))2×N＝N.轉(zhuǎn)速增加而環(huán)恰好不滑動(dòng)時(shí)角速度ω2＝2πn2＝eq\f(4,3)πrad/s又kmg＝mωeq\o\al(2,2)r2故r2＝eq\f(kmg,mω\o\al(2,2))＝m.【答案】N距B端m處12．如圖4-4-16所示，讓擺球從圖中的A位置由靜止開始下擺，正好擺到最低點(diǎn)B位置時(shí)擺繩被拉斷．設(shè)擺繩長(zhǎng)度l＝m，擺球質(zhì)量為kg，擺繩的最大拉力為10N，懸點(diǎn)與地面的豎直高度H＝m，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2.求：圖4-4-16(1)擺球落地時(shí)速度的大小；(2)D點(diǎn)到C點(diǎn)的距離.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732136】【解析】(1)擺球在B點(diǎn)時(shí)，擺繩的拉力恰好達(dá)到最大值，根據(jù)牛頓第二定律得：F－mg＝meq\f(v\o\al(2,B),l)擺繩被拉斷后，由B到D的過程中