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學(xué)業(yè)分層測評(八)(建議用時:45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1.下面關(guān)于離心運(yùn)動的說法,正確的是()A.物體做離心運(yùn)動時將離圓心越來越遠(yuǎn)B.物體做離心運(yùn)動時其運(yùn)動軌跡一定是直線C.做離心運(yùn)動的物體一定不受外力作用D.做勻速圓周運(yùn)動的物體所受合力大小改變時將做離心運(yùn)動【解析】物體遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動就是離心運(yùn)動,故A對;物體做離心運(yùn)動時其運(yùn)動軌跡可能是曲線,故B錯;當(dāng)做圓周運(yùn)動的物體所受合外力提供的向心力不足時就做離心運(yùn)動,合外力等于零僅是物體做離心運(yùn)動的一種情況,故C錯;當(dāng)物體所受合力增大時,將做近心運(yùn)動,故D錯.【答案】A2.物體做離心運(yùn)動時,運(yùn)動軌跡的形狀()A.一定是直線B.一定是曲線C.可能是一個圓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;若0<F合<F向,則物體做曲線運(yùn)動,故D正確.【答案】D3.(多選)如圖2-3-9所示,洗衣機(jī)的甩干筒在轉(zhuǎn)動時有一衣服附在筒壁上,則此時()圖2-3-9A.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正確;衣服隨筒壁在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,筒壁的彈力提供向心力,故B錯誤;因N=mrω2,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,所以筒壁對衣服的摩擦力始終等于重力,不隨轉(zhuǎn)速變化,故D錯誤.【答案】AC4.下列哪些現(xiàn)象是為了利用物體產(chǎn)生的離心運(yùn)動()A.汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度B.轉(zhuǎn)速很大的砂輪半徑做得不能太大C.在修建鐵路時,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中汽車轉(zhuǎn)彎向心力由靜摩擦力提供,F(xiàn)向=meq\f(v2,r)≤fm,速度過大,F(xiàn)向>fm會發(fā)生離心運(yùn)動,所以要限速防止離心運(yùn)動.B中砂輪轉(zhuǎn)動時,輪邊緣處受向心力F向=mω2r,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,所以半徑小是為了防止離心運(yùn)動.C中火車轉(zhuǎn)彎時,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,只有D中脫水時是利用離心運(yùn)動把水脫去,故只選D.【答案】D5.如圖2-3-10所示,在注滿水的玻璃管中放一個乒乓球,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,且保持與盤相對靜止,則乒乓球會()【導(dǎo)學(xué)號:35390031】圖2-3-10A.向外側(cè)運(yùn)動B.向內(nèi)側(cè)運(yùn)動C.保持不動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)鰣A周運(yùn)動,能夠使水球做圓周運(yùn)動的是兩側(cè)的水的合壓力,而且這兩側(cè)壓力不論是對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)動所需的向心力,所以乒乓球?qū)⒆鼋倪\(yùn)動.【答案】B6.如圖2-3-11是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時的情形,轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低,摩托車轉(zhuǎn)彎有一個最大安全速度,若超過此速度,摩托車將發(fā)生滑動.對于摩托車滑動的問題,下列論述正確的是()圖2-3-11A.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項錯誤;摩托車正常轉(zhuǎn)彎時可看作是做勻速圓周運(yùn)動,所受的合力等于向心力,如果向外滑動,說明提供的向心力即合力小于需要的向心力,B項正確;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,C、D項錯誤.【答案】B7.一輛質(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,如果車速v=72km/h,這輛汽車會不會發(fā)生側(cè)滑?已知輪胎與路面間的最大靜摩擦力Fmax=×104N.【解析】汽車的速度:v=72km/h=20m/s汽車過彎路時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,即發(fā)生側(cè)滑.【答案】會[能力提升]8.(多選)如圖2-3-12所示,水平轉(zhuǎn)臺上放著A、B、C三個物體,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)臺間的動摩擦因數(shù)相同,轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時,下列說法中正確的是()圖2-3-12A.若三個物體均未滑動,C物體的向心加速度最大B.若三個物體均未滑動,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D.轉(zhuǎn)速增加,C物體先滑動【解析】三個物體均未滑動時,做圓周運(yùn)動的角速度相同,均為ω,根據(jù)a=ω2r知,半徑最大的向心加速度最大,A正確;三個物體均未滑動時,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錯誤;轉(zhuǎn)速增加時,角速度增加,當(dāng)三個物體都剛要滑動時,對A:2μmg=2mω2R,對B:μmg=mω2R,對C:μmg=2mω2R,所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時,C的靜摩擦力提供向心力首先達(dá)到不足,C物體先滑動,D正確;A與B要么不動,要么一起滑動,C錯誤.【答案】AD9.(多選)中央電視臺《今日說法》欄目曾經(jīng)報道了一起發(fā)生在湖南長沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故.家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場面,第八次有輛卡車沖撞進(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)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查,畫出的現(xiàn)場示意圖如圖2-3-13所示.交警根據(jù)圖示作出以下判斷,你認(rèn)為正確的是()現(xiàn)場示意圖圖2-3-13A.由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車做離心運(yùn)動B.由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車做向心運(yùn)動C.公路在設(shè)計上可能內(nèi)(東)高外(西)低D.公路在設(shè)計上可能外(西)高內(nèi)(東)低【解析】汽車在拐彎時因為車做離心運(yùn)動發(fā)生側(cè)翻,A正確、B錯誤;公路在設(shè)計上可能內(nèi)(東)高外(西)低,合外力不足以提供汽車做圓周運(yùn)動的向心力而做離心運(yùn)動,C正確、D錯誤.【答案】AC10.如圖2-3-14所示,水平桿AB可以繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,在離桿的B端m處套著一個質(zhì)量為kg的小環(huán),當(dāng)桿以20r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時,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)動時,小環(huán)最遠(yuǎn)可以放到什么位置上而不至于滑動?(g取10m/s2)【導(dǎo)學(xué)號:35390032】圖2-3-14【解析】角速度ω1=2πn1=eq\f(2,3)πrad/s對環(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)恰好不滑動時角速度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11.如圖2-3-15所示,細(xì)繩一端系著一個質(zhì)量為M=kg的物體,靜止在水平板上,另一端通過光滑的小孔吊著質(zhì)量為m=kg的物體,M的中點與圓孔的距離為m,M和水平板間的最大靜摩擦力為2N.現(xiàn)使此水平板繞中心軸線轉(zhuǎn)動,問角速度ω在什么范圍內(nèi)m會處于靜止?fàn)顟B(tài)?(g取10m/s2)圖2-3-15【解析】物體M在做圓周運(yùn)動的過程中,隨著水平板角速度大小的變化,物體受到的靜摩擦力的大小和方向都在變化,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達(dá)到最大,為fmax,方向指向圓心O時,物體做圓周運(yùn)動的向心力最大,為Fmax=fmax+mg ①當(dāng)物體受到的靜摩擦力達(dá)到最大,為fmax,方向背離圓心O時,物體做圓周運(yùn)動的向心力最小,
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