生活中的圓周運動知識點：生活中的圓周運動一、火車轉(zhuǎn)彎1.如果鐵道彎道的內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時，由外軌對輪緣的彈力提供向心力，由于質(zhì)量太大，因此需要很大的向心力，靠這種方法得到向心力，不僅鐵軌和車輪極易受損，還可能使火車側(cè)翻.2.鐵路彎道的特點(1)彎道處外軌略高于內(nèi)軌.(2)火車轉(zhuǎn)彎時鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的內(nèi)側(cè).支持力與重力的合力指向圓心.(3)在修筑鐵路時，要根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，適當選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由重力G和彈力FN的合力來提供.二、拱形橋汽車過拱形橋汽車過凹形橋受力分析向心力Fn＝mg－FN＝meq\f(v2,r)Fn＝FN－mg＝meq\f(v2,r)對橋的壓力FN′＝mg－meq\f(v2,r)FN′＝mg＋meq\f(v2,r)結(jié)論汽車對橋的壓力小于汽車的重力，而且汽車速度越大，對橋的壓力越小汽車對橋的壓力大于汽車的重力，而且汽車速度越大，對橋的壓力越大三、航天器中的失重現(xiàn)象1.向心力分析：宇航員受到的地球引力與座艙對他的支持力的合力提供向心力，由牛頓第二定律：mg－FN＝meq\f(v2,R)，所以FN＝mg－meq\f(v2,R).2.完全失重狀態(tài)：當v＝eq\r(Rg)時，座艙對宇航員的支持力FN＝0，宇航員處于完全失重狀態(tài).四、離心運動1.定義：做圓周運動的物體沿切線飛出或做逐漸遠離圓心的運動.2.原因：向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力.3.離心運動的應用和防止(1)應用：離心干燥器；洗衣機的脫水筒；離心制管技術(shù)；分離血漿和紅細胞的離心機.(2)防止：轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高；在公路彎道，車輛不允許超過規(guī)定的速度技巧點撥一、火車轉(zhuǎn)彎問題1.彎道的特點鐵路彎道處，外軌高于內(nèi)軌，若火車按規(guī)定的速度v0行駛，轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即mgtanθ＝meq\f(v\o\al(2,0),R)，如圖所示，則v0＝eq\r(gRtanθ)，其中R為彎道半徑，θ為軌道平面與水平面間的夾角.圖2.速度與軌道壓力的關(guān)系(1)當火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時，所需向心力僅由重力和支持力的合力提供，此時內(nèi)外軌道對火車無擠壓作用.(2)當火車行駛速度v>v0時，外軌道對輪緣有側(cè)壓力.(3)當火車行駛速度v<v0時，內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力.二、汽車過橋問題與航天器中的失重現(xiàn)象1.拱形橋問題(1)汽車過拱形橋(如圖)圖汽車在最高點滿足關(guān)系：mg－FN＝meq\f(v2,R)，即FN＝mg－meq\f(v2,R).①當v＝eq\r(gR)時，F(xiàn)N＝0.②當0≤v<eq\r(gR)時，0<FN≤mg.③當v>eq\r(gR)時，汽車將脫離橋面做平拋運動，易發(fā)生危險.說明：汽車通過拱形橋的最高點時，向心加速度向下，汽車對橋的壓力小于其自身的重力，而且車速越大，壓力越小，此時汽車處于失重狀態(tài).(2)汽車過凹形橋(如圖)圖汽車在最低點滿足關(guān)系：FN－mg＝eq\f(mv2,R)，即FN＝mg＋eq\f(mv2,R).說明：汽車通過凹形橋的最低點時，向心加速度向上，而且車速越大，壓力越大，此時汽車處于超重狀態(tài).由于汽車對橋面的壓力大于其自身重力，故凹形橋易被壓垮，因而實際中拱形橋多于凹形橋.2.繞地球做圓周運動的衛(wèi)星、飛船、空間站處于完全失重狀態(tài).(1)質(zhì)量為M的航天器在近地軌道運行時，航天器的重力提供向心力，滿足關(guān)系：Mg＝Meq\f(v2,R)，則v＝eq\r(gR).(2)質(zhì)量為m的航天員：設航天員受到的座艙的支持力為FN，則mg－FN＝eq\f(mv2,R).當v＝eq\r(gR)時，F(xiàn)N＝0，即航天員處于完全失重狀態(tài).(3)航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài).三、離心運動1.物體做離心運動的原因提供向心力的合力突然消失，或者合力不能提供足夠的向心力.注意：物體做離心運動并不是物體受到“離心力”作用，而是由于合外力不能提供足夠的向心力.所謂“離心力”實際上并不存在.2.合力與向心力的關(guān)系(如圖所示).圖(1)若F合＝mrω2或F合＝eq\f(mv2,r)，物體做勻速圓周運動，即“提供”滿足“需要”.(2)若F合>mrω2或F合>eq\f(mv2,r)，物體做近心運動，即“提供過度”.(3)若0<F合<mrω2或0<F合<eq\f(mv2,r)，則合力不足以將物體“拉回”到原軌道上，而做離心運動，即“提供不足”.(4)若F合＝0，則物體沿切線方向做直線運動.例題精練1．（浙江期中）在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運動可看作是做半徑為R的圓周運動。設內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L，已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向具有向外的運動趨勢（即垂直于前進方向），則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應為（）A．速度大于 B．速度小于 C．速度等于 D．速度等于【分析】要使車輪與路面之間的橫向摩擦力等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時，由路面的支持力與重力的合力提供汽車的向心力，根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合數(shù)學知識求解車速，要發(fā)生車輪與路面之間的橫向具有向外的運動趨勢，要大于此速度。。【解答】解：設路面的斜角為θ，作出汽車的受力圖，如圖。當車輪與路面間無側(cè)向摩擦力時，重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：mgtanθ＝m，又由數(shù)學知識得到：tanθ＝，聯(lián)立解得：v＝，當要使車輪與路面之間的橫向具有向外的運動趨勢，速度要大于，故A正確，BCD錯誤。故選：A。【點評】本題是生活中圓周運動的問題，關(guān)鍵是分析物體的受力情況，確定向心力的來源。2．（浙江期中）如圖為一列火車勻速轉(zhuǎn)彎時的示意圖，以下說法正確的是（）A．利用輪軌間的摩擦力提供向心力 B．火車轉(zhuǎn)彎時，必須按規(guī)定速度行駛，才能使輪緣不受側(cè)向彈力 C．設計好傾斜角度后，無論火車運行速度多大，一定不受側(cè)向彈力 D．如果火車轉(zhuǎn)彎時，按規(guī)定速度行駛，軌道面支持力恰等于重力【分析】火車轉(zhuǎn)彎時，為防止車輪邊緣與鐵軌間的摩擦，通常做成外軌略高于內(nèi)軌，使得火車按規(guī)定的速度行駛時，火車對軌道的合力垂直于軌道表面，否則會對其造成擠壓以致?lián)p壞，（這就是為什么在拐彎處會有規(guī)定速度的原因）所以火車重力與軌道支持面支持力的合力提供向心力，速度大于規(guī)定速度時，會擠壓外軌．【解答】解：火車轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運動，合力指向圓心，受力如圖由向心力公式得：F向＝m＝mgtanθ，則AB、火車轉(zhuǎn)彎時，必須按規(guī)定速度行駛，重力和支持力的合力提供圓周運動的向心力，輪緣不受側(cè)向彈力，故A錯誤，B正確；C、根據(jù)mgtan，解得v＝，當設計好傾斜角度后，火車的速度在轉(zhuǎn)彎時為定值，當v′＞v時，所需要的向心力當v′＜v時，所需的向心力，此時重力和支持力的合力不足以提供向心力，會出現(xiàn)側(cè)向彈力，故C錯誤；D、如果火車轉(zhuǎn)彎時，按規(guī)定速度行駛，在豎直方向根據(jù)共點力平衡可得：，故D錯誤；故選：B。【點評】本題是實際應用問題，考查應用物理知識分析處理實際問題的能力，明確向心力的來源即可。隨堂練習1．（浙江期中）倫敦眼是一個摩天輪，是英國倫敦標志性建筑。直徑約為136米，共有32個乘坐艙，每個乘坐艙可載客約16名，轉(zhuǎn)動一圈大概需要30分鐘。坐在其中的游客隨乘坐艙的轉(zhuǎn)動可視為勻速圓周運動，對此有以下說法，其中正確的是（）A．游客受到乘坐艙的作用力大小為游客的重力 B．游客做的是線速度約為0.24m/s C．游客做的是一種勻變速運動 D．游客所處的乘坐艙運動到摩天輪最低位置時，游客處于失重狀態(tài)【分析】對于游客做的是勻速圓周運動，其合力提供向心力，加速度與合外力的大小不變，方向變化。【解答】解：A、游客做勻速圓周運動，受到的合力提供向心力，故A錯誤；B、T＝30min＝1800s，線速度，故B正確；C、游客做勻速圓周運動，向心加速度始終指向圓心，做變加速運動，故C錯誤；D、游客所處的乘坐艙運動到摩天輪最低位置時，向心加速度方向豎直向上，游客處于超重狀態(tài)，故D錯誤；故選：B。【點評】本題關(guān)鍵明確勻速圓周運動的運動特點，明確矢量變化和標量變化的區(qū)別，基礎題。2．（花都區(qū)校級期中）下列哪些現(xiàn)象利用了離心現(xiàn)象（）A．工作的洗衣機脫水桶轉(zhuǎn)速很大 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．汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度【分析】做圓周運動的物體，在受到指向圓心的合外力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動，注意生活中利用離心現(xiàn)象和防止離心現(xiàn)象的實例。【解答】解：A、洗衣機脫水工作就是應用了水的離心運動，轉(zhuǎn)速很大是為了讓水滴做圓周運動需要更大的向心力，從而讓水滴離開衣服做離心運動，故A正確；B、轉(zhuǎn)速很高的砂輪所需的向心力就大，轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑做得太大，就會出現(xiàn)砂輪承受不了巨大的力而斷裂，出現(xiàn)離心運動。所以砂輪要做的小一些，這是防止離心現(xiàn)象，故B錯誤；C、在修筑鐵路時，轉(zhuǎn)彎處軌道的內(nèi)軌要低于外軌，是為了減小車輪對外軌的擠壓，防止出現(xiàn)離心現(xiàn)象，故C錯誤；D、汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度是為了防止因汽車速度過大而出現(xiàn)離心現(xiàn)象，故D錯誤。故選：A。【點評】物體做離心運動的條件：合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力．注意所有遠離圓心的運動都是離心運動，但不一定沿切線方向飛出。3．（溫州期中）如圖為雜技演員單手倒立表演“水流星”節(jié)目時的情形，繩子的兩端各用網(wǎng)兜兜住一只盛水的碗，演員用手轉(zhuǎn)動繩子使水碗在豎直面內(nèi)繞手所在位置做圓周運動，當水碗處在豎直位置瞬間，對最低處碗中的水受力分析正確的是（）A．只受到向心力作用 B．受重力和向心力作用 C．受重力和離心力作用 D．受重力和碗對它的支持力作用【分析】此題需要把碗里的水隔離出來進行受力分析，從而得到水的受力情況。【解答】解：ABC、向心力是效果力，離心力不存在，受力分析中不畫向心力與離心力。故ABC錯誤D、對水進行受力分析，水受到向下的重力和向上的支持力，兩個力的合力提供水的向心力，故D正確故選：D。【點評】此題易錯點在于容易把向心力也當成一個力去進行受力分析。實際上向心力是效果力，他是一種合外力的體現(xiàn)。4．（城關(guān)區(qū)校級期中）如圖所示，光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球在拉力F作用下做勻速圓周運動。若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運動情況的說法中正確的是（）A．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運動 B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運動 C．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EOP做離心運動 D．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc做近心運動【分析】本題考查離心現(xiàn)象產(chǎn)生原因以及運動軌跡，當合外力突然消失或變小時，物體會做離心運動，運動軌跡可是直線也可以是曲線，要根據(jù)受力情況分析。【解答】解：A、在水平面上，細繩的拉力提供m所需的向心力，當拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPc運動，故A錯誤；BD、當拉力減小時，將沿pb軌道做離心運動，故B正確，D錯誤；C、當拉力消失，物體受力合為零，將沿切線方向沿軌跡Pa做勻速直線運動，故C錯誤；故選：B。【點評】此題要理解離心運動的條件，結(jié)合力與運動的關(guān)系，當合力為零時，物體做勻速直線運動，注意離心與近心運動的條件。綜合練習一．選擇題（共15小題）1．（興慶區(qū)校級期中）有一水平的轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)盤上放一質(zhì)量為m的物塊恰能隨轉(zhuǎn)盤一起勻速轉(zhuǎn)動，則下列關(guān)于物塊的運動正確的是（）A．如果將轉(zhuǎn)盤的角速度增大，則物塊可能沿切線方向飛出 B．如果將轉(zhuǎn)盤的角速度減小，物塊將沿曲線逐漸靠近圓心 C．如果將轉(zhuǎn)盤的角速度增大，物塊將沿曲線逐漸遠離圓心 D．如果將轉(zhuǎn)盤的周期增大，物塊將沿半徑逐漸靠近圓心【分析】當摩擦力等于向心力時，物塊做勻速圓周運動，當摩擦力不足以提供向心力，物塊將沿曲線逐漸遠離圓心。【解答】解：ABC．勻速轉(zhuǎn)動時，摩擦力提供向心力f＝mω2r，如果將轉(zhuǎn)盤的角速度增大，f＜mω2r，摩擦力不足夠提供所需要的向心力，物塊將沿曲線逐漸遠離圓心，故C正確；AB錯誤；D．如果將轉(zhuǎn)盤的周期增大，根據(jù)，f＝mω2r，向心力減小，靜摩擦力減小，物體仍在原來的位置隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運動，故D錯誤；故選：C。【點評】本題考查離心運動，比較簡單，注意判斷摩擦力和所需向心力之間的關(guān)系。2．（菏澤期中）現(xiàn)如今滾筒洗衣機已經(jīng)走進了千家萬戶，極大方便了人們的生活。如圖滾筒洗衣機脫水時滾筒繞水平轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，滾筒上有很多漏水孔，滾筒轉(zhuǎn)動時，附著在潮濕衣服上的水從漏水孔中被甩出，達到脫水的目的。下列說法正確的是（）A．濕衣服上的水更容易在最高點被甩出 B．濕衣服上的水更容易在最低點被甩出 C．洗衣機的脫水原理是水滴受到了離心力的作用 D．洗衣機滾筒轉(zhuǎn)動的越快，水滴越不容易被甩出【分析】衣物隨脫水桶一起做圓周運動，所需向心力相同，根據(jù)受力分析判斷。【解答】解：AB、衣物隨滾筒做勻速圓周運動，在各個位置所需向心力相同，但筒壁在各點對衣物壓力不同，壓力大的地方脫水效果好，在最低點，根據(jù)牛頓第二定律：N1﹣mg＝mω2r，解得N1＝mg+mω2r；在最高點N2+mg＝mω2r，解得N2＝mω2r﹣mg，所以N1＞N2，所以濕衣服中的水在最低點更容易被甩出，故A錯誤、B正確；C、離心力本身就不存在，說成受離心力和不受離心力都是不對的，是慣性的一種體現(xiàn)，故C錯誤；D、根據(jù)以上分析，滾筒轉(zhuǎn)動越快，水滴越容易被甩出，故D錯誤；故選：B。【點評】解決本題關(guān)鍵在于分析清楚向心力的來源，注意沒有離心力這一說法。3．（諸暨市校級期中）下列現(xiàn)象中，與離心現(xiàn)象無關(guān)的是（）A．旋轉(zhuǎn)雨傘上的水滴，水滴飛出 B．用洗衣機脫去濕衣服中的水 C．人走路時不小心被石頭絆了一下，身體向前傾倒 D．運動員將鏈球旋轉(zhuǎn)起來后擲出【分析】當物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，物體就要遠離圓心，此時物體做的就是離心運動。【解答】解：A、脫水桶高速轉(zhuǎn)動時，需要的向心力的大小大于了水和衣服之間的附著力，水做離心運動被從衣服上甩掉，屬于離心現(xiàn)象，故A錯誤；B、旋轉(zhuǎn)傘柄，傘邊緣的水滴被甩出時，由于傘的速度快，需要的向心力大，水滴往外甩，這是離心運動屬于離心現(xiàn)象，故B錯誤；C、人走路時不小心被石頭絆了一下，身體向前傾倒，這是因為慣性，不是離心現(xiàn)象，故C正確；D、鏈球原來做的是圓周運動，當松手之后，由于失去了向心力的作用鏈球做離心運動，所以投擲鏈球?qū)儆陔x心現(xiàn)象，故D正確。本題選與離心現(xiàn)象無關(guān)的，故選：C。【點評】本題考查的是學生的基礎知識的掌握情況，要學習如何應用物理規(guī)律解釋相應的生活中的現(xiàn)象。4．（菏澤期中）如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上有一個與圓盤相對靜止的物體，若圓盤表面的摩擦力突然消失，則消失的瞬間物體相對于圓盤的運動方向是（）A．沿切線方向 B．沿半徑指向圓心 C．沿半徑背離圓心 D．遠離圓心，方向介于該點所在的半徑和切線之間【分析】圓盤上的物體受到重力、支持力、摩擦力，由摩擦力提供向心力，當摩擦力突然消失瞬間物體沿切線方向做直線運動。【解答】解：圓盤上的物體受到重力、支持力、摩擦力，由摩擦力提供向心力，當摩擦力突然消失的瞬間物體相對地面沿切線方向做勻速直線運動，圓盤繼續(xù)勻速轉(zhuǎn)動，物體相對圓盤的運動方向沿半徑背離圓心，故C正確、ABD錯誤；故選：C。【點評】本題考查圓周運動相關(guān)知識，明確物體做向心運動、離心運動的條件是解題關(guān)鍵，要區(qū)別相對地面與相對圓盤的速度。5．（任城區(qū)期中）雨天在野外騎車時，自行車的后輪輪胎上常會黏附一些泥巴，行駛時感覺很“沉重”，如果將自行車后輪撐起，使后輪離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動，泥巴就被甩下來，如圖所示，圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個特殊位置，則（）A．泥巴在圖中的a位置時最容易被甩下來 B．泥巴在圖中的b位置時最容易被甩下來 C．泥巴在圖中的c位置時最容易被甩下來 D．泥巴在圖中的d位置時最容易被甩下來【分析】有題意知a、b、c共軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，根據(jù)公式a＝rω2分析向心加速度大小．用手搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動時，泥塊做圓周運動，合力提供向心力，當提供的合力小于向心力時泥塊做離心運動．【解答】解：泥塊做圓周運動，由合力提供向心力，根據(jù)F＝mω2r知：泥塊在車輪上每一個位置的向心力大小相等，當提供的合力小于向心力時做離心運動，所以能提供的合力越小越容易飛出去。最低點，重力向下，附著力向上，合力等于附著力減重力；最高點，重力向下，附著力向下，合力為重力加附著力；在線速度豎直向上或向下時，合力等于附著力。所以在最低點c時合力最小，最容易飛出去。故C正確，ABD錯誤。故選：C。【點評】該題是一個實際問題，泥塊被甩下來要做離心運動，所以關(guān)鍵是分析泥塊在哪個點的合力最小．6．（中牟縣期中）如圖所示，一個小球在F作用下以速率v做勻速圓周運動，若從某時刻起，小球的運動情況發(fā)生了變化，對于引起小球沿a、b、c三種軌跡運動的原因，下列說法正確的是（）A．沿a軌跡運動，可能是F減小了一些 B．沿b軌跡運動，一定是v增大了 C．沿b軌跡運動，可能是F減小了 D．沿c軌跡運動，一定是v減小了【分析】當F＝m時，小球做勻速圓周運動，當F＞m時，小球做向心運動，當F＜m時，小球做離心運動，當F＝0時，小球沿切線運動。【解答】解：A、a軌跡沿切線直線運動，F(xiàn)＝0，故A錯誤；BC、沿b軌跡離心運動，F(xiàn)＜m，可能是v增大了或可能是F減小了一些，故B錯誤；C正確；D、沿c軌跡向心運動，F(xiàn)＞m，可能是v減小了或可能是F增大了，故D錯誤；故選：C。【點評】本題考查圓周運動相關(guān)內(nèi)容，比較簡單，分析F和m之間的關(guān)系是本題解題關(guān)鍵。7．（浙江期中）在如圖所示的四種情形中，防止離心現(xiàn)象的是（）A．火車轉(zhuǎn)彎時，按規(guī)定速度通過 B．運動員將鏈球甩出 C．民間藝人在制作棉花糖 D．洗衣機甩干時內(nèi)筒在高速旋轉(zhuǎn)【分析】做勻速圓周運動的物體，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力時，將做逐漸遠離圓心的運動，此種運動叫“離心運動”，有些利用了離心運動有些防止了離心運動。【解答】解：A、在甲圖中，火車轉(zhuǎn)彎時，按規(guī)定速度通過，防止速度過大，火車做離心運動產(chǎn)生危險，故A正確；B、在乙圖中，運動員將鏈球甩出，利用了離心現(xiàn)象，故B錯誤；C、丙圖是民間藝人在制作棉花糖，利用了離心現(xiàn)象制作棉花糖，故C錯誤；D.丁圖是洗衣機甩干時內(nèi)筒在高速旋轉(zhuǎn)，利用離心現(xiàn)象將水甩出，故D錯誤；故選：A。【點評】本題考查離心運動，解題關(guān)鍵是在與平時要注重對生活中現(xiàn)象的觀察研究。8．（東城區(qū)期末）如圖所示一個小球在力F作用下以速度v做勻速圓周運動，若從某時刻起小球的運動情況發(fā)生了變化，對于引起小球沿a、b、c三種軌跡運動的原因說法正確的是（）A．沿a軌跡運動，可能是F減小了一些 B．沿b軌跡運動，一定是v減小了 C．沿c軌跡運動，可能是v減小了 D．沿b軌跡運動，一定是F減小了【分析】當F小于向心力，物體會做離心運動；當F大于向心力，物體會做向心運動；當F突然消失，物體將沿切線方向直線運動。【解答】解：A、若力F突然消失，小球?qū)⒀剀壽Ea做直線運動，故A錯誤；B、若速度v突然增大時，即提供的向心力小于所需的向心力時，小球可能將沿b軌跡做離心運動，故B錯誤；C、若速度v突然減小時，即提供的向心力大于所需的向心力時，小球可能將沿c軌跡運動做向心運動，故C正確；D、當力F減小時，即提供的向心力小于所需的向心力時，小球可能將沿b軌跡做離心運動，故D錯誤。故選：C。【點評】本題考查離心現(xiàn)象，要理解離心運動的條件，結(jié)合力與運動的關(guān)系，明確當合力為零時，物體沿切線做勻速直線運動。9．（鼓樓區(qū)校級期中）如圖所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F的作用下做勻速圓周運動，若小球到達B點時F突然發(fā)生變化，下列關(guān)于小球的運動的說法不正確的是（）A．F突然消失，小球?qū)⒀剀壽EBa做離心運動 B．F突然變小，小球?qū)⒀剀壽EBa做離心運動 C．F突然變大，小球?qū)⒀剀壽EBc做向心運動 D．F突然變小，小球?qū)⒀剀壽EBb做離心運動【分析】本題考查離心現(xiàn)象產(chǎn)生原因以及運動軌跡，當向心力突然消失或變小時，物體會做離心運動，運動軌跡可是直線也可以是曲線，當向心力突然變大時，物體做向心運動，要根據(jù)受力情況分析．【解答】解：A、在水平面上，細繩的拉力提供m所需的向心力，當拉力消失，物體受力合為零，將沿切線方向做勻速直線運動，故A正確；B、當向心力減小時，將沿Bb軌道做離心運動，故B不正確；C、F突然變大，小球?qū)⒀剀壽EBc做向心運動，故C正確；D、F突然變小，小球?qū)⒀剀壽EBb做離心運動，故D正確；本題選不正確的，故選：B。【點評】此題要理解離心運動的條件，結(jié)合力與運動的關(guān)系，當合力為零時，物體做勻速直線運動．10．（昌平區(qū)校級期中）如圖所示，在光滑水平面上，小球在拉力F作用下做勻速圓周運動，若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，則關(guān)于小球運動情況的說法正確的是（）A．若拉力突然變小，小球?qū)⒀豍a做離心運動 B．若拉力突然變大，小球?qū)⒀豍b做離心運動 C．若拉力突然變小，小球?qū)⒀豍c做向心運動 D．若拉力突然消失，小球?qū)⒀豍a做勻速直線運動【分析】本題考查離心現(xiàn)象產(chǎn)生原因以及運動軌跡，當向心力突然消失或變小時，物體會做離心運動，運動軌跡可是直線也可以是曲線，要根據(jù)受力情況分析．【解答】解：在水平面上，細繩的拉力提供m所需的向心力，當拉力消失，物體受力合為零，將沿切線方向做勻速直線運動。當向心力減小時，將沿pb軌道做離心運動，D正確，A、B、C項錯誤。故選：D。【點評】此題要理解離心運動的條件，結(jié)合力與運動的關(guān)系，當合力為零時，物體做勻速直線運動．11．（越秀區(qū)校級月考）如圖所示為洗衣機脫水筒的示意圖，下列關(guān)于脫水筒工作原理說法正確的是（）A．水滴受離心力作用，沿背離圓心的方向甩出 B．水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出 C．水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是被甩出 D．水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向飛出【分析】明確離心現(xiàn)象原理，知道水滴依附的附著力是一定的，當水滴因做圓周運動所需的向心力大于該附著力時，水滴被甩掉。物體的受力中不受向心力和離心力。【解答】解：根據(jù)F＝ma＝mω2R可知脫水筒的轉(zhuǎn)速增大，脫水筒的角速度ω會增大，它所需向心力F增大，水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，水滴沿切線方向甩出；不存在所謂的離心力的說法，同時向心力是效果力，不是物體受到的力，故C正確，ABD錯誤。故選：C。【點評】本題要理解勻速圓周運動的向心力的來源、向心力的大小因素，會根據(jù)向心力來解釋離心現(xiàn)象。12．（秦州區(qū)校級月考）下列實例中，屬于防止離心運動的是（）A．轉(zhuǎn)動雨傘，可以去除上面的一些水 B．汽車轉(zhuǎn)彎時要減速 C．鏈球運動員通過快速旋轉(zhuǎn)將鏈球甩出 D．用洗衣機脫水【分析】做圓周運動的物體，在受到指向圓心的合外力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動，生活中要注意明確哪些實例是防止離心現(xiàn)象，哪些實例是應用離心現(xiàn)象。【解答】解：A、轉(zhuǎn)動雨傘可以去除雨傘上的一些水時，水被雨傘帶動起來做離心運動，則應用離心現(xiàn)象，故A錯誤；B、因為F向＝m，所以速度越快所需的向心力就越大，汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度，是為了減小汽車所需的向心力，防止離心運動，故B正確；C、鏈球運動員通過快速旋轉(zhuǎn)將鏈球甩出，應用了離心現(xiàn)象，故C錯誤；D、洗衣機脫水工作原理是通過高速旋轉(zhuǎn)讓衣服上的水做離心運動而飛出，應用了水的離心運動，故D錯誤。本題考查防止離心運動的，故選：B。【點評】物體做離心運動的條件：合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力，明確離心現(xiàn)象的防止和應用實例。13．（錦州期末）媒體報道了一起離奇交通事故：家住公路轉(zhuǎn)彎處外側(cè)的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，第八次有輛卡車沖進李先生家，造成三死一傷和房屋嚴重損毀的血腥慘案，經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示，交警根據(jù)圖示作出的以下判斷，你認為正確的是（）A．公路在設計上一定是內(nèi)側(cè)高外側(cè)低 B．公路在設計上一定是外側(cè)高內(nèi)側(cè)低 C．拐彎時汽車一定受到了離心力 D．拐彎時汽車一定做了離心運動【分析】汽車拐彎時發(fā)生側(cè)翻是由于車速較快，提供的力不夠做圓周運動所需的向心力，發(fā)生離心運動。有可能是內(nèi)測高外側(cè)低，支持力和重力的合力向外，最終的合力不夠提供向心力。【解答】解：AB、汽車在水平路面上拐彎時，靠靜摩擦力提供向心力，現(xiàn)在易發(fā)生側(cè)翻可能是路面設計不合理，公路的設計上可能內(nèi)側(cè)高外側(cè)低，重力沿斜面方向的分力背離圓心，導致合力不夠提供向心力而致事故，事故還有可能是車速過快導致的，此時公路設計可以是內(nèi)低外高。故A錯誤，B錯誤；CD、汽車發(fā)生側(cè)翻是因為提供的力不夠做圓周運動所需的向心力，發(fā)生離心運動，故C錯誤，D正確；故選：D。【點評】解決本題的關(guān)鍵知道當提供的力小于等于圓周運動所需要的力，物體做圓周運動，當提供的力不夠圓周運動所需要的力，物體做離心運動。14．（桂林期末）下列現(xiàn)象中，與離心運動無關(guān)的是（）A．公共汽車急剎車時，乘客身體向前傾 B．雨天旋轉(zhuǎn)雨傘，雨水飛出 C．洗衣機的脫水桶旋轉(zhuǎn)，將衣服上的水甩掉 D．汽車轉(zhuǎn)彎時速度過大，乘客感覺往外甩【分析】當物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，物體就要遠離圓心，此時物體做的就是離心運動。【解答】解：A、公共汽車急剎車時，乘客都向前傾倒，這是由于慣性，不是離心現(xiàn)象，故A正確；B、雨天旋轉(zhuǎn)雨傘，雨水飛出是因為雨水受到的合外力不足以提供向心力，故屬于離心現(xiàn)象，故B錯誤；C、脫水桶高速轉(zhuǎn)動時，需要的向心力的大小大于水和衣服之間的附著力，水做離心運動被從衣服上甩掉，屬于離心現(xiàn)象，故C錯誤；D、汽車在轉(zhuǎn)彎時，由于汽車的速度快，需要的向心力大，乘客感覺往外甩，這是離心運動屬于離心現(xiàn)象，故D錯誤。本題選擇與離心現(xiàn)象無關(guān)的，故選：A。【點評】本題考查對向心現(xiàn)象的認識，考查學生對基礎知識的掌握情況，在平時的學習過程中基礎知識一定要掌握牢固。15．（隆回縣期末）下列生活中的一些現(xiàn)象是利用到了離心運動的是（）A．駕駛汽車時必須系安全帶 B．汽車過凹形路面時必須減速 C．火車軌道外高內(nèi)低 D．洗衣機的脫水桶【分析】駕駛汽車時必須系安全帶是為了避免慣性帶來的傷害；汽車過凹形路面時必須減速是為了防止爆胎；火車軌道外高內(nèi)低是防止與軌道擠壓；洗衣機的脫水桶是利用了離心運動。【解答】解：A、駕駛汽車時必須系安全帶是為了避免慣性帶來的傷害，故A錯誤；B、汽車過凹形路面時必須減速是為了防止爆胎，故B錯誤；C、火車軌道外高內(nèi)低是防止與軌道擠壓，故C錯誤；D、洗衣機的脫水桶是利用了離心運動，故D正確。故選：D。【點評】本題考查的是離心運動在生活中的應用，平時要注意積累，結(jié)合生活常識進行分析。二．多選題（共10小題）1．（浙江期中）有一種叫“飛椅”的游樂項目。如圖所示，長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ。不計鋼繩的重力。以下說法正確的是（）A．鋼繩的拉力大小為mω2Lsinθ B．鋼繩的拉力大小為 C．如果角速度足夠大，可以使鋼繩成水平拉直 D．兩個體重不同的人，擺開的夾角θ一樣大【分析】根據(jù)幾何關(guān)系求出座椅做圓周運動的半徑，座椅靠重力和拉力的合力提供向心力，合力的方向始終指向圓心。【解答】解：AB、對座椅受力分析，如圖所示y軸上，F(xiàn)cosθ＝mg解得F＝．x軸上，F(xiàn)sinθ＝mω2（r+Lsinθ）解得F＝，故A錯誤，B正確；C、對飛椅受力分析，在豎直方向合力為零，故繩子在豎直方向上有分力，故繩子不可能水平方向，故C錯誤；D、當質(zhì)量不同時，根據(jù)牛頓第二定律可得：mgtanθ＝mω2（r+Lsinθ），解得gtanθ＝ω2（r+Lsinθ），與質(zhì)量無關(guān)，擺開的夾角θ一樣大，故D正確；故選：BD。【點評】解決本題的關(guān)鍵知道座椅做圓周運動向心力的來源，注意物理量的矢量性，以及知道座椅在豎直方向上的合力為零。2．（南海區(qū)期末）防疫抗疫，萬眾一心，上海某企業(yè)無償捐贈多臺醫(yī)用離心機至武漢地區(qū)。利用離心機的旋轉(zhuǎn)可使混合液中的懸浮微粒快速沉淀。如圖為某離心機工作時的局部圖，分離過程中，下列說法正確的是（）A．混合液不同部分做離心運動是由于受到離心力的作用 B．混合液不同部分的線速度相同 C．混合液不同部分的角速度相同 D．混合液底層1部分的向心加速度大小比上層2部分大【分析】不存在離心力；根據(jù)v＝ωr比較線速度的大小；根據(jù)a＝ω2r比較向心加速度的大小。【解答】解：A、混合液不同部分做離心運動是由于外力不足以提供向心力造成的，不是受到離心力的作用，故A錯誤；BC、混合液一起隨離心機做勻速圓周運動，它們的角速度是相等的，混合液不同部分到圓心的半徑不同，根據(jù)v＝ωr可知，混合液同部分的線速度不相同，故B錯誤，C正確；D、混合液底層1部分做圓周運動的半徑大小比上層2部分大，根據(jù)a＝ω2r可知，混合液底層1部分的向心加速度大小比上層2部分大，故D正確。故選：CD。【點評】該題考查對勻速圓周運動的線速度、向心加速度的理解與判斷，要明確兩點：1、向心加速度的方向始終指向圓心，是不斷變化的；2、離心運動的過程中是不存在離心力的。3．（靜寧縣校級期中）如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運動。若小球運動到B點時，拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運動情況的說法正確的是（）A．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EBa做離心運動 B．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EBb做離心運動 C．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EBb做離心運動 D．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EBc做離心運動【分析】本題考查離心現(xiàn)象產(chǎn)生原因以及運動軌跡，當合外力突然消失或變小時，物體會做離心運動，運動軌跡可是直線也可以是曲線，要根據(jù)受力情況分析。【解答】解：A、在水平面上，細繩的拉力提供m所需的向心力，當拉力消失，物體受力合為零，將沿切線方向沿軌跡Ba做勻速直線運動，故A正確；B、當拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EBc運動，故B錯誤；CD、當拉力減小時，將沿Bb軌道做離心運動，故C正確，D錯誤；故選：AC。【點評】此題要理解離心運動的條件，結(jié)合力與運動的關(guān)系，當合力為零時，物體做勻速直線運動，注意離心與近心運動的條件。4．（增城區(qū)期末）下列屬于離心現(xiàn)象的是（）A．投籃球 B．洗衣機脫水 C．汽車高速轉(zhuǎn)彎容易甩出車道 D．旋轉(zhuǎn)雨傘甩掉雨傘上的水【分析】當物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，物體就要遠離圓心，此時物體做的就是離心運動．【解答】解：A、運動員將籃球投出后球在空中運動，是由于慣性作用，球要保持原來的狀態(tài)，故A錯誤；B、洗衣機的脫水過程中，隨著轉(zhuǎn)速的增加，水滴所需要的向心力增加，當大于衣服對水的吸附力時，水做離心運動，從而被甩出。故B正確；C、在水平面拐彎，汽車受重力、支持力、靜摩擦力，重力和支持力平衡，靜摩擦力提供圓周運動的向心力，由于最大靜摩擦力一定，所以速度過大，使靜摩擦力小于向心力，做離心運動，容易造成事故。故C正確；D、通過旋轉(zhuǎn)雨傘來甩干傘上的雨滴，當轉(zhuǎn)動時雨滴所需要的向心力增加，當超過雨傘對雨的吸附力時，雨滴做離心運動。故D正確；故選：BCD。【點評】合力大于需要的向心力時，物體要做向心運動，合力小于所需要的向心力時，物體就要遠離圓心，做的就是離心運動．5．（溫州期中）下列現(xiàn)象中，與離心運動有關(guān)的是（）A．汽車轉(zhuǎn)彎時速度過大，乘客感覺往外甩 B．汽車急剎車時，乘客身體向前傾 C．洗衣機脫水桶旋轉(zhuǎn)，將衣服上的水甩掉 D．運動員投擲鏈球，在高速旋轉(zhuǎn)時釋放鏈球【分析】本題考查的是離心現(xiàn)象的本質(zhì)﹣﹣物體慣性的表現(xiàn)。做勻速圓周運動的物體，由于本身有慣性，總是想沿著切線方向運動，只是由于向心力作用，使它不能沿切線方向飛出，而被限制著沿圓周運動。如果提供向心力的合外力突然消失，物體由于本身的慣性，將沿著切線方向運動，這也是牛頓第一定律的必然結(jié)果。【解答】解：A、汽車轉(zhuǎn)彎，乘客感覺往外甩，是乘客由于慣性總是想沿著切線的方向運動，是離心現(xiàn)象，故A正確；B、乘客由于慣性向前傾，沒有做圓周運動，不是離心現(xiàn)象，故B錯誤；C、洗衣機脫水時，衣服上的水由于慣性總是沿著切線的方向運動，是離心現(xiàn)象，故C正確；D、鏈球原來做的是圓周運動，當松手之后，由于失去了向心力的作用鏈球做離心運動，所以投擲鏈球?qū)儆陔x心現(xiàn)象，故D正確。故選：ACD。【點評】本題的關(guān)鍵在于理解透離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)，同時注意明確物體做離心運動的條件是需要的向心力大于外界提供的向心力。6．（靜海區(qū)月考）以下屬于離心現(xiàn)象應用的是（）A．離心分離器 B．標槍運動員擲出的標槍 C．家用洗衣機的脫水筒用于干燥衣物 D．轉(zhuǎn)動傘柄可將雨傘上的水甩出【分析】做圓周運動的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運動所需向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動。【解答】解：A、離心分離器速轉(zhuǎn)動時，需要的向心力的大小大于物體和離心分離器間的附著力，物體做離心運動，屬于離心現(xiàn)象，故A正確；B、投擲的標槍和投出的鉛球做斜上拋運動，受到恒力的作用，所以投出的標槍的運動不屬于離心現(xiàn)象，B錯誤；C、脫水桶高速轉(zhuǎn)動時，需要的向心力的大小大于了水和衣服之間的附著力，水做離心運動被從衣服上甩掉，屬于離心現(xiàn)象，故C正確；傘柄轉(zhuǎn)動時，需要的向心力的大小大于了水和衣服之間的附著力，水做離心運動被從傘上甩掉，屬于離心現(xiàn)象，故D正確。故選：ACD。【點評】本題考查了離心現(xiàn)象。物體做離心運動的條件：合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力，所有遠離圓心的運動都是離心運動，但不一定沿切線方向飛出。7．（洮北區(qū)校級月考）做離心運動的物體，它的速度變化情況可能是（）A．速度的大小不變，方向改變 B．速度的大小改變，方向不變 C．速度的大小和方向都改變 D．速度的大小和方向都不變【分析】做勻速圓周運動的物體，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力時，將做逐漸遠離圓心的運動，此種運動叫“離心運動”。合外力突然消失：物體做離心運動在的軌跡為直線；合外力不足以提供所需的向心力時：物體做離心運動在的軌跡為曲線。【解答】解：做離心運動的物體，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力時，將做逐漸遠離圓心的運動，當向心力不足，做曲線運動時，它的速度大小一定變化，因做曲線運動，其速度方向一定變化，當力消失，做直線運動時，則是勻速直線運動，因此速度的大小與方向均不變，故CD正確，AB錯誤；故選：CD。【點評】掌握離心運動的定義，理解為什么軌跡是曲線或是直線是解題的關(guān)鍵。8．（重慶期中）如圖，洗衣機的脫水筒采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）A．脫水過程中，衣物中的水是沿半徑方向被甩出去的 B．增大脫水筒轉(zhuǎn)動速度，脫水效果會更好 C．水會從衣物中甩出是因為水受到離心力的緣故 D．衣物靠近筒壁的脫水效果比靠近中心的脫水效果好【分析】向心力消失后，物體沿切向方向飛出；根據(jù)F向＝mω2r，ω越大，r越大，所需要的向心力就越大，脫水效果會更好。【解答】解：A脫水過程中，衣物中的水是沿切向方向被甩出去的。故A錯誤；B、根據(jù)F向＝mω2r，增大脫水筒轉(zhuǎn)動速度，所需要的向心力就越大，脫水效果會更好。故B正確；C、水會從衣物中甩出是因為水的附著力不足以提供其圓周運動的向心力，而產(chǎn)生離心運動，并非受到離心力的緣故。故C錯誤；D、根據(jù)F向＝mω2r，衣物靠越近筒壁，r就越大，所需要的向心力就越大，脫水效果就越好。故D正確。故選：BD。【點評】本題考查了圓周運動、離心現(xiàn)象等知識點。把握好圓周運動的“供需”關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵。9．（長壽區(qū)校級月考）如圖所示，洗衣機脫水桶在轉(zhuǎn)動時，衣服貼靠在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上而不掉下來，則衣服（）A．受到4個力的作用 B．所受靜摩擦力等于其重力 C．所需的向心力由彈力提供 D．所需的向心力由靜摩擦力提供【分析】衣服受到了重力、支持力、摩擦力作用，其中重力、支持力是一對平衡力，向心力由支持力提供。【解答】解：A、衣服受到了重力、支持力、摩擦力作用，故A錯誤；B、衣服在豎直方向受力平衡，重力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，故B正確；AD、衣服做圓周運動所需要的向心力有彈力提供，故C正確，D錯誤；故選：BC。【點評】本題考查了受力分析、勻速圓周運動向心力的來源等知識點。關(guān)鍵點：勻速圓周運動向心力有問題的合力提供。10．（鶴慶縣校級期末）在人們經(jīng)常見到的以下現(xiàn)象中，屬于離心現(xiàn)象的是（）A．舞蹈演員在表演旋轉(zhuǎn)動作時，裙子會張開 B．在雨中轉(zhuǎn)動一下傘柄，傘面上的雨水會很快地沿傘面運動，到達邊緣后雨水將沿切線方向飛出 C．滿載黃沙或石子的卡車，在急轉(zhuǎn)彎時，部分黃沙或石子會被甩出 D．守門員把足球踢出后，球在空中沿著弧線運動【分析】當物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，物體就要遠離圓心，此時物體做的就是離心運動。【解答】解：A、舞蹈演員在表演旋轉(zhuǎn)動作時，裙子做圓周運動，所需要的向心力增加，受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，裙子遠離圓心，會張開；故A正確；B、通過旋轉(zhuǎn)雨傘來甩干傘上的雨滴，當轉(zhuǎn)動時雨滴所需要的向心力增加，當超過雨傘對雨的吸附力時，雨滴做離心運動。故B正確；C、當卡車急轉(zhuǎn)彎時，部分黃砂或石子間的作用力不足以提供其所需的向心力，做離心運動，會被甩出。故C正確；D、運動員將球踢出后球在空中運動，是由于慣性作用；球在空中沿著弧線運動是原因球還受到重力的作用。故D錯誤故選：ABC。【點評】合力大于需要的向心力時，物體要做向心運動，合力小于所需要的向心力時，物體就要遠離圓心，做的就是離心運動。三．填空題（共2小題）1．（邵東縣校級期中）汽車在水平轉(zhuǎn)彎時由靜摩擦力提供向心力，如果發(fā)生側(cè)翻通常向彎道的外側(cè)（選填“內(nèi)側(cè)”或者“外側(cè)”）翻倒，而引起汽車側(cè)翻的主要原因有．（單選）A．汽車速度太小B．汽車轉(zhuǎn)彎半徑太小C．