第四节 离心现象及其应用（分层作业）物理粤教版必修第二册

第四节 离心现象及其应用 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、离心现象 1 考点二、离心现象的应用 3 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 8 考点一、离心现象 1．如图所示，在公路的弯道处，常会挂有减速标牌，提醒驾驶员急弯下坡减速。则汽车（　　） A．过急弯惯性会减小 B．下坡过程中惯性会增大 C．减速可增大过急弯处所受的摩擦力，避免侧滑 D．减速可减小过急弯处所需的向心力，避免侧滑 【答案】D 【详解】AB．惯性由质量决定，与速度大小无关，故过急弯、下坡过程惯性不变，故AB错误； CD．根据可知，减速可减小过急弯处所需的向心力，避免侧滑，并不能增大所受的摩擦力，故C错误，D正确。 故选D。 2．如图是汽车在水平路面上转弯时的画面，下列说法正确的是（　　） A．汽车转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B．若转弯时汽车速度增大，则一定会发生侧滑 C．若转弯时汽车的角速度恒定，则选择内圈较为安全 D．若转弯时汽车的线速度大小一定，则选择内圈较为安全 【答案】C 【详解】A．车做的是匀速圆周运动，是侧向静摩擦力提供向心力，重力和支持力平衡，所以汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用，向心力是效果力不是物体实际受到的力，故A错误； B．若转弯时汽车速度增大，根据 车所需要的向心力增加，由受力可知，由静摩擦力提供车辆所需要的向心力，当车所需要的向心力增加，静摩擦力不一定增加到最大静摩擦力，故车不一定侧滑，故B错误； C．如果汽车以恒定的角速度转弯，根据 可知在内圈时转弯半径小，所以在内圈时向心力小，则静摩擦力小，不容易打滑，安全，故C正确； D．若汽车以恒定的线速度大小转弯，根据 在外圈是转弯半径大，在外圈时向心力小，此时静摩擦力小，不容易打滑，安全。故D错误。 故选C。 3．猫很怕水，当其身上沾到水后，会通过高速抖动的方式将水甩干，于是某同学用这样一个模型来研究这一现象：如图所示，将猫的躯干视为轴线水平，半径为R的圆柱（其腿长可忽略），某一次抖动时可看作其绕自身轴线旋转，角速度为ω。若要求猫正上方头顶的水可以被甩出，重力加速度为g，则角速度ω的可能值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】对最高点的水滴，被甩出时，做离心运动，根据牛顿第二定律得 解得 则角速度ω的可能值为 故选D。 4．某次骑自行车过程中，后轮轮胎边缘附着了一块泥巴。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手摇脚踏板，使后轮匀速转动。如图所示，泥巴在经过a、b、c、d哪个位置时最容易被甩下来（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】C 【详解】泥巴做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据 可知泥巴在车轮上每一个位置的向心力相等，当提供的合力小于向心力时做离心运动，所以能提供的合力越小越容易飞出去。在最低点c时，重力向下，附着力向上，合力等于附着力减重力；在最高点a时，重力向下，附着力向下，合力为重力加附着力；在线速度竖直向上或向下时，即b点或d点，合力等于附着力。所以在最低点c时合力最小，最容易飞出去。 故选C。 5．2022年北京举行了冬奥会，在冬奥会短道速滑项目中，某运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线。如图所示，圆弧虚线 Ob代表弯道，即正常运动路线， Oa为运动员在O点时的速度方向 （研究时可将运动员看作质点）。下列说法正确的是（　　） A．发生侧滑是因为运动员冰鞋不合格 B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力 C．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在 Oa 左侧 D．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在 Oa右侧与 Ob 之间 【答案】D 【详解】AB．发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合力小于所需要的向心力，因此做离心运动，故AB错误； CD．若运动员在水平方向不受任何外力时沿Oa线做离心运动，实际上运动员要受摩擦力作用，所以滑动的方向在Oa右侧与Ob之间，故C错误，D正确。 故选D。 6．（多选）某水平圆形环岛如图所示，当某辆汽车通过此环形路段时（　　） A．应适当减速，避免发生侧滑 B．若以恒定速率转弯，所受的合力为零 C．若以相同速率转弯，在外车道比内车道更易发生侧滑 D．若以相同速率转弯，在内车道比外车道更易发生侧滑 【答案】AD 【详解】A．汽车通过环形路段时速度越大所需向心力也越大，越容易发生侧滑，故应适当减速，避免发生侧滑，A正确； B．汽车做匀速圆周运动，所受的合力提供向心力，故所受的合力一定不为零，B错误； CD．若以相同速率转弯，由 可知半径越小所需向心力越大，故在内车道比外车道更易发生侧滑，C错误，D正确； 故选AD。 7．（多选）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A．如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 B．如图乙，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，小球A的角速度大于小球B的角速度 C．如图丙，摩托车转弯过程中发生侧滑是因为运动员与摩托车整体受到向外的离心力作用 D．如图丁，同一小球在光滑固定的圆锥筒内A、B位置先后做匀速圆周运动，在A、B两位置小球受筒壁的支持力大小相等，小球A的角速度小于小球B的角速度 【答案】AD 【详解】A．火车拐弯时超过规定速度行驶时，由于支持力和重力的合力不够提供向心力，会对外轨产生挤压，即外轨对轮缘会有挤压作用，故A正确； B．如图圆锥摆，由重力和拉力的合力提供向心力，则有 ， 得 则减小θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变，故B错误； C ．离心力是按力的作用效果命名的，不能说物体受到离心力。运动运和摩托车发生 侧滑是速度过大，摩擦力不够提供向心力导致的，故C错误； D ．小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，设圆锥的顶角的一半为α，则小球受到侧壁得弹力为 ，是一个只与小球质量有关的量。 指向圆心方向的合力，即向心力大小相同。 由于两位置的半径不同，则角速度不同，半径大的角速度小，故D正确。 故选AD。 8．（多选）一个“L”形支架固定在水平转台上，如图所示，支架两边与水平面的夹角分别为和，且。转台绕过支架顶点的竖直轴线以角速度匀速转动，两个小物块、随支架转动且与支架相对静止。已知、距离水平转台的高度相同，下列说法正确的是（　　） A．物块、的向心加速度大小相等 B．物块、受到的摩擦力不可能同时为零 C．当物块受到的摩擦力为零时，受到的摩擦力一定沿支架右边平面向下 D．若物块受到的摩擦力为零时，受到的摩擦力一定沿支架左边平面向下 【答案】BC 【详解】A．由 依题意相同， 解得，A错误； B．如图所示，若物块A恰好不受摩擦力作用，由牛顿第二定律 有 设物块、距离水平转台的高度为 有 解得 若物块B恰好不受摩擦力作用 同理可得 依题意 解得 故物块、受到的摩擦力不可能同时为零，B正确； C．由前面分析可知，当物块A恰好不受摩擦力作用时，转台的角速度为 当物块B恰好不受摩擦力作用时，转台的角速度为 因为 有 由 得当物块受到的摩擦力为零时，物块需要的向心力大于重力、支持力能提供的合力，物块B有沿斜面向上滑的趋势，故受到的摩擦力一定沿支架右边平面向下，C正确； D．由前面分析可知，当物块受到的摩擦力为零，由，物块A需要的向心力小于重力、支持力能提供的合力，物块A有沿斜面向下滑的趋势，故受到的摩擦力一定沿支架左边平面向上，D错误。 故选BC。 考点二、离心现象的应用 9．如图所示为医学上常用的离心式血细胞分离机的原理示意图，分离机的工作台带动试管高速转动，因为不同的血液成分密度不同，所以在试管中从上而下自动分离出血浆、白细胞和红细胞。下列说法正确的是（    ） A．离心机的转速越大，试管底部受到的压力越小 B．用离心机处理血液,红细胞因为受到了离心力作用，所以和血浆产生了分层 C．离心机的转速越大越容易实现血浆、白细胞和红细胞的分层 D．若在天宫空间站上利用此装置进行实验，由于完全失重将无法实现血液成分的分层 【答案】C 【详解】B．用离心机处理血液，血浆和红细胞做离心运动是因为受到的实际力不足以提供所需的向心力，不存在离心力，故B错误； AC．离心机的转速越大，则角速度越大，做圆周运动需要的向心力越大，试管底部对血液的弹力越大，根据牛顿第三定律可知，试管底部受到的压力越大，则越容易实现血浆和细胞的分层，故A错误，C正确； D．若在天宫空间站上利用此装置进行实验，由于离心现象与重力无关，仍能实现血液成分的分层，故D错误。 故选C。 10．下列现象中属于防止离心现象带来危害的是（   ） A．旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴 B．列车转弯处铁轨的外轨道比内轨道高些 C．拖把桶通过旋转使拖把脱水 D．洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水 【答案】B 【详解】A．旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴，水做离心运动被从伞上甩掉，属于利用离心现象，故A错误； B．火车外轨高于内轨时，轨道给火车的支持力斜向弯道内侧， 提供了一部分向心力，防止火车发生离心现象，故B正确； C．拖把桶通过旋转，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，利用了离心现象，故C错误； D．洗衣机脱水筒高速旋转把附着在衣服上的水分，是利用离心作用将水从衣服甩掉，是利用的离心运动，故D错误。 故选B。 11．（多选）如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法不正确的是（　　） A．图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态 B．图b中增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C．图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D．图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨 【答案】ACD 【详解】A．当汽车通过最低点时，由牛顿第二定律 可知加速度方向向上，故处于超重状态，故A错误； B．设绳长为L，绳与竖直方向上的夹角为，小球竖直高度为h，由 结合 得 两物体高度一致，则它们角速度大小相等，故B正确； C．物体所受合外力不足以提供向心力才会做离心运动，故C错误； D．超速时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向内的力，故D错误。 本题选择不正确的，故选ACD。 12．（多选）下列说法正确的是（　　） A．图1中两个在同一水平面圆锥摆，虽然角不同，但角速度大小相同 B．图2中火车转弯时为避免轮缘与内外轨发生侧向挤压，轨道的倾角应根据火车的质量设计 C．图3中若A、B均相对圆盘静止，圆周运动半径，质量，则A、B所受摩擦力 D．图4图为气嘴灯的结构，感应装置中弹簧连接的重物上有触点C，B端有固定触点D，触点C、D接触后，LED就会发光。将此气嘴灯安装在自行车的气嘴上，为了使其在骑行时发光，B端应在车轮转轴外侧，A端应在内侧 【答案】AD 【详解】A．图1是一圆锥摆，根据 解得，则两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同，故A正确； B．图2中若火车转弯按规定速度行驶时，重力和轨道的支持力的合力提供火车所需的向心力，根据，可知，轨道的倾角与火车质量无关，故B错误； C．图3中A、B均相对静止，根据，可知当圆周运动半径，质量，则A、B所受摩擦力，故C错误； D．骑行时，由离心运动的原理，可知B端应在外侧，更靠近气嘴，A端应在内侧，故D正确。 故选AD。 13．（多选）中央电视台报道了一起离奇交通事故。家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示。交警以下判断，你认为正确的是（　　） A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车受到离心力 B．由图可知事故的原因可能是车速过快 C．为尽量避免此类事故再次发生，公路在设计上应西（外）高东（内）低 D．为尽量避免此类事故再次发生，可以减小路面弯道半径 【答案】BC 【详解】A．物体的受力只有重力、支持力和摩擦力，离心力是效果力，A错误； B．据题意，汽车在弯道上做离心运动，显然是速度过快，需要的向心力大于实际可提供的向心力，B正确； C．为了减少事故，可以使路面倾斜，使重力和支持力的合力指向路面内侧，显然是该外侧（西）高，内侧（东）低，C正确； D．据摩擦力提供向心力 可知可以增大汽车转弯半径，从而减小过弯道所需向心力，D错误。 故选BC。 14．（多选）图为波轮式洗衣机的工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而迅速将水甩出。衣服（带水，可视为质点）质量为m，衣服和器壁的动摩擦因数为μ，甩衣桶的半径为r，洗衣机的外桶的半径为R。当洗衣机角速度为ω0时，衣服上的水恰好被甩出。假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，衣服与筒底无接触，忽略水在空中的一切阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．水被甩出后，在空中做匀变速曲线运动 B．电动机的角速度至少为时，衣服才掉不下来 C．当，水滴打到外筒上时，下落高度为 D．当，水滴打到外筒上时，下落高度为 【答案】ABD 【详解】A．水被甩出后，只受重力，且速度沿水平方向，做平抛运动。加速度为重力加速度不变，所以水在空中做匀变速曲线运动，故A正确； B．衣服恰好掉不下来时，竖直方向，根据平衡条件有 由于弹力提供向心力，由牛顿第二定律有 联立解得 故B正确； CD．当时，水滴打到外筒上，设水滴下落高度为h，根据平抛运动规律有， 其中，在水平方向 水滴的线速度大小为 联立，解得 故C错误，D正确。 故选ABD。 15．（多选）如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，与盘间的动摩擦因数相同，物体质量为，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．此时绳子张力为 B．此时圆盘的角速度为 C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动 【答案】ABC 【详解】当两个物体A和B随圆盘一起转动时，由知，B需要的向心力更大，则B受到的静摩擦力也先达到最大值。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，A和B的受力如图所示 A．根据牛顿第二定律，对A有 对B有 解得 A正确； B．由上可解得，B正确； C．根据受力分析可知此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外，C正确； D．此时A所受的向心力为，此时烧断绳子，A将做离心运动，根据受力分析可知B也将做离心运动，D错误。 故选ABC。 16．如图所示，P、Q两带孔小球穿在水平杆上，P、Q用细线连接，可沿杆滑动。已知P、Q的质量分别为5m和2m，与杆之间的动摩擦因数分别为2μ和μ，P在竖直中心轴线处，Q到轴线的距离为L。初始时系统静止，细线刚好被拉直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。整个装置绕着转动，随着角速度缓慢增大，下列判断正确的是（　　） A．转动角速度为时，P受到沿P→Q方向的静摩擦力 B．转动角速度为时，P受到沿Q→P方向的静摩擦力 C．转动角速度为时，Q将沿P→Q方向滑行 D．转动角速度为时，Q将沿P→Q方向滑行 【答案】B 【详解】AB．分析可知，角速度缓慢增大过程中，Q一开始只受到静摩擦力作用，直到角速度增大到一定程度时，静摩擦力不足以提供向心力，细线开始提供拉力，则此瞬间有 解得细线产生拉力的临界角速度为 所以转动角速度为时，细线中没有拉力，则P不受到摩擦力；转动角速度为时，摩擦力不足以提供向心力，Q受到Q→P方向的拉力，则P受到P→Q方向的拉力以及Q→P方向的静摩擦力。故A错误，B正确； CD．P、Q不产生滑动的情况下，细线中的最大拉力大小等于P的最大静摩擦力，为 则P、Q即将产生滑动瞬间，对Q有 联立解得滑动的临界角速度为 则转动角速度为或时，Q不会滑动。故CD错误。 故选B。 17．气嘴灯安装在自行车的气嘴上，如图是一种气嘴灯的感应装置结构。一重物套在光滑杆上，并与弹簧连接，静止时重物上的触点M与固定在B端的触点N始终分离，当骑行达到一定速度后，触点MN接触，LED灯就会发光。则（　　） A．气嘴灯运动至车轮最高点时LED灯不可能发光 B．LED灯最容易被点亮的位置是与车轮轴等高的位置 C．逐渐增大车速，当重物的重力大于弹簧的弹力后，触点MN才可能接触，使LED灯发光 D．当车速增大到一定程度后，无论气嘴灯在哪个位置都能使LED灯发光 【答案】D 【详解】A．气嘴灯运动至车轮最高点时若速度较大，则重物做离心运动，则触点M也可能与触点N接触，使得LED灯发光，选项A错误； B．在同等转速下在最低点时 在最高点时 即因 即在最低点时弹簧被拉长的较大，则LED灯最容易被点亮的位置是最低点的位置，选项B错误； C．当车速较小时，重物需要较小的向心力即可维持圆周运动，此时弹簧伸长量较小，以最低点为例：弹簧弹力大于重物的重力 F弹−mg＝mω2r 触点MN还没有接触，LED灯不发光，故C错误。 逐渐增大车速，当重物的重力大于弹簧的弹力后，触点MN才可能接触，使LED灯发光 D．当车速增大到一定程度后，重物做离心运动到达一定程度时，无论气嘴灯在哪个位置都可能是触点MN接触使LED灯发光，选项D正确。 故选D。 18．如图所示，洗衣机的圆形滚筒可绕水平轴沿逆时针方向转动。用该洗衣机对衣物进行脱水，当湿衣服贴着滚筒内壁随滚筒一起做匀速圆周运动时，下列分析正确的是（　　） A．当衣服到达最高点时，水最容易脱离衣服 B．当衣服到达最右侧的位置向上运动时，衣服可能不受摩擦力的作用 C．当衣服到达最低点时，衣服受到的合力最大 D．衣服到达最低点时受到的弹力一定大于在其他位置受到的弹力 【答案】D 【详解】A．水最容易脱离衣服时，必定是水对筒壁的压力最大时，当衣服转动最低点时，支持力减去重力提供向心力，此时水对筒壁的压力最大，水最容易脱离衣服，A错误； B．当衣服到达最右侧的位置向上运动时，由于加速度指向圆心，在竖直方向上所受合力为零，因此受到向上的摩擦力与重力平衡，B错误； C．由于衣服做匀速圆周运动，在任何位置处所受的合力都指向圆心且大小相等，C错误； D．衣服到达最低点，弹力减去重力等于向心力，而在下半个圆周运动过程中，弹力减去重力沿半径方向的分力等于向心力，在上半个圆周运动过程中，弹力加上重力沿半径方向的分力等于向心力，因此在做低点弹力最大，D正确。 故选D。 19．在“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层．图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层，在旋转过程中，下列说法正确的是（　　） A．水层的角速度比油层大 B．水层的线速度比油层大 C．水层对油的作用力大于油层对水的作用力 D．水层与油层没有相互作用 【答案】B 【详解】AB．水的密度大于油的密度，所以混合液体中取半径相同处体积相等的水和油的液体小球，水球的质量更大，根据可知，水球需要的向心力更大，故当水油分层后水在瓶底，油在表面，水和油做圆周运动的半径不相同，角速度相同，根据知，水比油的半径大时，线速度也大，B正确，A错误； C．水对油的作用力和油对水的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，此二力大小相等方向相反，C错误； D．油做圆周运动的向心力由水提供，故水对油有指向圆心的作用力，D错误。 故选B。 20．有一水平的转盘在水平面内匀速转动，在转盘上放一质量为m的物块恰能随转盘一起匀速转动，则下列关于物块的运动正确的是（　　） A．如果将转盘的角速度增大，则物块可能沿切线方向飞出 B．如果将转盘的角速度增大，物块将沿曲线逐渐远离圆心 C．如果将转盘的角速度减小，物块将沿曲线逐渐靠近圆心 D．如果将转盘的角速度减小，物块可能沿曲线逐渐远离圆心 【答案】B 【详解】AB．物块恰能随转盘一起转动，说明此时充当向心力的摩擦力恰好能够保证物块做圆周运动。如果增大角速度ω，则需要的向心力要增大，而摩擦力不能再增大了，因此，物块就会逐渐远离圆心，A错误，B正确； CD．若减小角速度ω，则需要的向心力减小，而摩擦力也可以减小，因此物块仍做匀速圆周运动，故CD错误。 故选B。 21．（多选）图甲和图乙分别是两种不同规格的洗衣机图片，二者的脱水桶内筒壁上有很多突起和小孔。洗衣机脱水时，衣物（可理想化为质点）紧贴着滚筒壁分别在竖直或水平面内做匀速圆周运动，如图丙、丁所示。图丙中，、分别为最高和最低位置，、与脱水筒圆心等高。衣物可理想化为质点，下列说法中正确的是（    ） A．图丙中衣物在点受重力、弹力以及指向圆心的向心力作用 B．图丙中衣物脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为（为转动半径） C．图丁中衣物对筒壁的压力大小保持不变 D．图丁中脱水筒转动的角速度增大，筒壁对衣物的摩擦力一定增大 【答案】BC 【详解】A．向心力是效果力，不是单独受到的力。图丙中衣物在B点受重力和弹力及摩擦力作用，故A错误； B．在图丙中，衣物在最高点A时，若恰好能做完整圆周运动，此时重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律 解得 即滚筒转动的角速度至少为，故B正确； C．图丁中筒壁对衣物弹力提供向心力，由于是匀速圆周运动，则向心力大小不变，即筒壁对衣物弹力大小不变，由牛顿第三定律可知，筒壁对衣物弹力与衣物对筒壁的压力大小相等，故衣物对筒壁的压力大小保持不变，故C正确； D．图丁中衣物竖直方向处于平衡状态，故衣物在竖直方向受到的摩擦力与重力大小相等、方向相反，与角速度大小无关，故D错误。 故选BC。 22．（多选）下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是（     ） A．图甲，制作棉花糖时，糖水因为受到离心力而被甩出去 B．图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度越小，对轨道磨损不一定越小 C．图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力不变 D．图丁，在一座凹形桥的最低点，同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大 【答案】BD 【详解】A．图甲，制作棉花糖时，糖水因为离心运动而被甩出去，不是受到了离心力的作用，A错误； B．图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度较小时，会内轨挤压内侧轮缘，火车速度越小，内轨和内侧轮缘之间的挤压力越大，故火车轮与轨道磨损不一定越小，B正确； C．图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力方向改变，C错误； D．在一座凹形桥的最低点，由 可知，同一辆车子速度越大，桥面对车子的支持力越大，即车对桥面的压力越大，D正确。 故选BD。 23．（2020·浙江·高考真题）如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间。当公交车（　　） A．缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动 B．急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动 C．缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动 D．急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动 【答案】B 【详解】A．有题意可知当公交车缓慢启动时，两只箱子与公交车之间的有可能存在静摩擦使箱子与公交车一起运动，故A错误； B．急刹车时，由于惯性，行李箱a一定相对车子向前运动，故B正确； C．当公交车缓慢转弯时，两只箱子与车之间的摩擦力可能提供向心力，与车保持相对静止，故C错误； D．当公交车急转弯时，由于需要向心力大，行李箱一定相对车子向外侧运动，故D错误。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四节 离心现象及其应用 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、离心现象 1 考点二、离心现象的应用 3 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 8 考点一、离心现象 1．如图所示，在公路的弯道处，常会挂有减速标牌，提醒驾驶员急弯下坡减速。则汽车（　　） A．过急弯惯性会减小 B．下坡过程中惯性会增大 C．减速可增大过急弯处所受的摩擦力，避免侧滑 D．减速可减小过急弯处所需的向心力，避免侧滑 2．如图是汽车在水平路面上转弯时的画面，下列说法正确的是（　　） A．汽车转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B．若转弯时汽车速度增大，则一定会发生侧滑 C．若转弯时汽车的角速度恒定，则选择内圈较为安全 D．若转弯时汽车的线速度大小一定，则选择内圈较为安全 3．猫很怕水，当其身上沾到水后，会通过高速抖动的方式将水甩干，于是某同学用这样一个模型来研究这一现象：如图所示，将猫的躯干视为轴线水平，半径为R的圆柱（其腿长可忽略），某一次抖动时可看作其绕自身轴线旋转，角速度为ω。若要求猫正上方头顶的水可以被甩出，重力加速度为g，则角速度ω的可能值为（　　） A． B． C． D． 4．某次骑自行车过程中，后轮轮胎边缘附着了一块泥巴。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手摇脚踏板，使后轮匀速转动。如图所示，泥巴在经过a、b、c、d哪个位置时最容易被甩下来（　　） A．a B．b C．c D．d 5．2022年北京举行了冬奥会，在冬奥会短道速滑项目中，某运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线。如图所示，圆弧虚线 Ob代表弯道，即正常运动路线， Oa为运动员在O点时的速度方向 （研究时可将运动员看作质点）。下列说法正确的是（　　） A．发生侧滑是因为运动员冰鞋不合格 B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力 C．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在 Oa 左侧 D．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在 Oa右侧与 Ob 之间 6．（多选）某水平圆形环岛如图所示，当某辆汽车通过此环形路段时（　　） A．应适当减速，避免发生侧滑 B．若以恒定速率转弯，所受的合力为零 C．若以相同速率转弯，在外车道比内车道更易发生侧滑 D．若以相同速率转弯，在内车道比外车道更易发生侧滑 7．（多选）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A．如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 B．如图乙，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，小球A的角速度大于小球B的角速度 C．如图丙，摩托车转弯过程中发生侧滑是因为运动员与摩托车整体受到向外的离心力作用 D．如图丁，同一小球在光滑固定的圆锥筒内A、B位置先后做匀速圆周运动，在A、B两位置小球受筒壁的支持力大小相等，小球A的角速度小于小球B的角速度 8．（多选）一个“L”形支架固定在水平转台上，如图所示，支架两边与水平面的夹角分别为和，且。转台绕过支架顶点的竖直轴线以角速度匀速转动，两个小物块、随支架转动且与支架相对静止。已知、距离水平转台的高度相同，下列说法正确的是（　　） A．物块、的向心加速度大小相等 B．物块、受到的摩擦力不可能同时为零 C．当物块受到的摩擦力为零时，受到的摩擦力一定沿支架右边平面向下 D．若物块受到的摩擦力为零时，受到的摩擦力一定沿支架左边平面向下 考点二、离心现象的应用 9．如图所示为医学上常用的离心式血细胞分离机的原理示意图，分离机的工作台带动试管高速转动，因为不同的血液成分密度不同，所以在试管中从上而下自动分离出血浆、白细胞和红细胞。下列说法正确的是（    ） A．离心机的转速越大，试管底部受到的压力越小 B．用离心机处理血液,红细胞因为受到了离心力作用，所以和血浆产生了分层 C．离心机的转速越大越容易实现血浆、白细胞和红细胞的分层 D．若在天宫空间站上利用此装置进行实验，由于完全失重将无法实现血液成分的分层 10．下列现象中属于防止离心现象带来危害的是（   ） A．旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴 B．列车转弯处铁轨的外轨道比内轨道高些 C．拖把桶通过旋转使拖把脱水 D．洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水 11．（多选）如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法不正确的是（　　） A．图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态 B．图b中增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C．图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D．图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨 12．（多选）下列说法正确的是（　　） A．图1中两个在同一水平面圆锥摆，虽然角不同，但角速度大小相同 B．图2中火车转弯时为避免轮缘与内外轨发生侧向挤压，轨道的倾角应根据火车的质量设计 C．图3中若A、B均相对圆盘静止，圆周运动半径，质量，则A、B所受摩擦力 D．图4图为气嘴灯的结构，感应装置中弹簧连接的重物上有触点C，B端有固定触点D，触点C、D接触后，LED就会发光。将此气嘴灯安装在自行车的气嘴上，为了使其在骑行时发光，B端应在车轮转轴外侧，A端应在内侧 13．（多选）中央电视台报道了一起离奇交通事故。家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示。交警以下判断，你认为正确的是（　　） A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车受到离心力 B．由图可知事故的原因可能是车速过快 C．为尽量避免此类事故再次发生，公路在设计上应西（外）高东（内）低 D．为尽量避免此类事故再次发生，可以减小路面弯道半径 14．（多选）图为波轮式洗衣机的工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而迅速将水甩出。衣服（带水，可视为质点）质量为m，衣服和器壁的动摩擦因数为μ，甩衣桶的半径为r，洗衣机的外桶的半径为R。当洗衣机角速度为ω0时，衣服上的水恰好被甩出。假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，衣服与筒底无接触，忽略水在空中的一切阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．水被甩出后，在空中做匀变速曲线运动 B．电动机的角速度至少为时，衣服才掉不下来 C．当，水滴打到外筒上时，下落高度为 D．当，水滴打到外筒上时，下落高度为 15．（多选）如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，与盘间的动摩擦因数相同，物体质量为，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．此时绳子张力为 B．此时圆盘的角速度为 C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动 16．如图所示，P、Q两带孔小球穿在水平杆上，P、Q用细线连接，可沿杆滑动。已知P、Q的质量分别为5m和2m，与杆之间的动摩擦因数分别为2μ和μ，P在竖直中心轴线处，Q到轴线的距离为L。初始时系统静止，细线刚好被拉直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。整个装置绕着转动，随着角速度缓慢增大，下列判断正确的是（　　） A．转动角速度为时，P受到沿P→Q方向的静摩擦力 B．转动角速度为时，P受到沿Q→P方向的静摩擦力 C．转动角速度为时，Q将沿P→Q方向滑行 D．转动角速度为时，Q将沿P→Q方向滑行 17．气嘴灯安装在自行车的气嘴上，如图是一种气嘴灯的感应装置结构。一重物套在光滑杆上，并与弹簧连接，静止时重物上的触点M与固定在B端的触点N始终分离，当骑行达到一定速度后，触点MN接触，LED灯就会发光。则（　　） A．气嘴灯运动至车轮最高点时LED灯不可能发光 B．LED灯最容易被点亮的位置是与车轮轴等高的位置 C．逐渐增大车速，当重物的重力大于弹簧的弹力后，触点MN才可能接触，使LED灯发光 D．当车速增大到一定程度后，无论气嘴灯在哪个位置都能使LED灯发光 18．如图所示，洗衣机的圆形滚筒可绕水平轴沿逆时针方向转动。用该洗衣机对衣物进行脱水，当湿衣服贴着滚筒内壁随滚筒一起做匀速圆周运动时，下列分析正确的是（　　） A．当衣服到达最高点时，水最容易脱离衣服 B．当衣服到达最右侧的位置向上运动时，衣服可能不受摩擦力的作用 C．当衣服到达最低点时，衣服受到的合力最大 D．衣服到达最低点时受到的弹力一定大于在其他位置受到的弹力 19．在“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层．图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层，在旋转过程中，下列说法正确的是（　　） A．水层的角速度比油层大 B．水层的线速度比油层大 C．水层对油的作用力大于油层对水的作用力 D．水层与油层没有相互作用 20．有一水平的转盘在水平面内匀速转动，在转盘上放一质量为m的物块恰能随转盘一起匀速转动，则下列关于物块的运动正确的是（　　） A．如果将转盘的角速度增大，则物块可能沿切线方向飞出 B．如果将转盘的角速度增大，物块将沿曲线逐渐远离圆心 C．如果将转盘的角速度减小，物块将沿曲线逐渐靠近圆心 D．如果将转盘的角速度减小，物块可能沿曲线逐渐远离圆心 21．（多选）图甲和图乙分别是两种不同规格的洗衣机图片，二者的脱水桶内筒壁上有很多突起和小孔。洗衣机脱水时，衣物（可理想化为质点）紧贴着滚筒壁分别在竖直或水平面内做匀速圆周运动，如图丙、丁所示。图丙中，、分别为最高和最低位置，、与脱水筒圆心等高。衣物可理想化为质点，下列说法中正确的是（    ） A．图丙中衣物在点受重力、弹力以及指向圆心的向心力作用 B．图丙中衣物脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为（为转动半径） C．图丁中衣物对筒壁的压力大小保持不变 D．图丁中脱水筒转动的角速度增大，筒壁对衣物的摩擦力一定增大 22．（多选）下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是（     ） A．图甲，制作棉花糖时，糖水因为受到离心力而被甩出去 B．图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度越小，对轨道磨损不一定越小 C．图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力不变 D．图丁，在一座凹形桥的最低点，同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大 23．（2020·浙江·高考真题）如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间。当公交车（　　） A．缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动 B．急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动 C．缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动 D．急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动 / 学科网（北京）股份有限公司 $命学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第四节离心现象及其应用 目录 【攻核心·技能提升】… 1 考点一、离心现象 1 考点二、离心现象的应用… .3 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 8 攻核心 技能提升 考点一、离心现象 1.D 2.C 3.D 4.c 5.D 6.AD 7.AD 8.BC 考点二、离心现象的应用 9.C 10.B 11.ACD 12.AD 13.BC 14.ABD 15.ABC 拓思维重难突破 16.B 17.D 18.D 19.B 20.B 品学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 21.BC 22.BD ● 链高考 精准破局 23B