高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第四节 离心现象及其应用课堂检测

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第四节 离心现象及其应用课堂检测，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(多选)如图所示，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( )
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
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。
2．(多选)中央电视台《今日说法》栏目曾经报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故。家住公路拐弯处的张先生和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，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，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。交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是( )
现场示意图
A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动
B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动
C．公路在设计上可能内(东)高外(西)低
D．公路在设计上可能外(西)高内(东)低
AC
解析：汽车在拐弯时因为车做离心运动发生侧翻，A正确，B错误；公路在设计上可能内(东)高外(西)低，合外力不足以提供汽车做圆周运动的向心力而做离心运动，C正确，D错误。
3．(多选)如图所示，在水平转台上放一个质量M=2 kg的木块，它与转台间最大静摩擦力fmax=6.0 N，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O(孔光滑，忽略小滑轮的影响)，另一端悬挂一个质量m=1.0 kg的物体，当转台以角速度ω=5 rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可能是(g取10 m/s2，M、m均视为质点)( )
A．0.04 mB．．0.08 m
C．0.16 mD．0.32 m
BCD
解析：当M有远离轴心运动的趋势时，有
mg＋fmax=Mω2rmax
当M有靠近轴心运动的趋势时，有
mg－fmax=Mω2rmin
解得rmax=0.32 m，rmin=0.08 m。
即0.08 m≤r≤0.32 m，故木块到O点的距离可能是B、C、D。
4．(多选)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )
A．b一定比a先开始滑动
B．a、b所受的摩擦力始终相等
C．ω=eq \r(\f(kg,2l))是b开始滑动的临界角速度
D．当ω=eq \r(\f(kg,3l))时，a所受摩擦力的大小为kmg
AC
解析：最大静摩擦力相等，而b需要的向心力较大，所以b先滑动，A项正确；在未滑动之前，a、b各自受到的摩擦力等于其向心力，因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力，B项错误；b处于临界状态时，kmg=mω2·2l，ω=eq \r(\f(kg,2l))，C项正确；当ω=eq \r(\f(kg,3l))时，对a：f=mlω2=mleq \f(kg,3l)=eq \f(1,3)kmg，D项错误。
二、非选择题
5．(10分)如图所示为汽车在水平路面做半径为R的大转弯的后视图，悬吊在车顶的灯左偏了θ角，则：(重力加速度为g)
(1)车正向左转弯还是向右转弯？
(2)车速是多少？
(3)若(2)中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度，则车轮与地面间的动摩擦因数μ是多少？
解：(1)向右转弯。
(2)对灯受力分析知
mgtan θ=meq \f(v2,R)
解得v=eq \r(gRtan θ)。
(3)车刚好不打滑，有
μMg=Meq \f(v2,R)
解得μ=tan θ。
6．如图所示，细绳一端系着一个质量为M=0.5 kg的物体，静止在水平板上，另一端通过光滑的小孔吊着质量为m=0.3 kg的物体，M的中点与圆孔的距离为0.2 m，M和水平板间的最大静摩擦力为2 N．现使此水平板绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围内m会处于静止状态？(g取10 m/s2)
解：物体M在做圆周运动的过程中，随着水平板角速度大小的变化，物体受到的静摩擦力的大小和方向都在变化，但绳上的拉力大小一直不变，恒为mg。
当物体受到的静摩擦力达到最大，为fmax，方向指向圆心O时，物体做圆周运动的向心力最大，为
Fmax=fmax＋mg①
当物体受到的静摩擦力达到最大，为fmax，方向背离圆心O时，物体做圆周运动的向心力最小，为
Fmin=mg－fmax②
另有向心力公式
F向=Mrω2③
联立①②③式并代入数据得
ωmax=eq \r(50) rad/s，ωmin=eq \r(10) rad/s
所以水平板旋转的角速度的范围为
eq \r(10) rad/s≤ω≤eq \r(50) rad/s