物理鲁科版 (2019)第3节 离心现象习题

第3节 离心现象

1．(多选)在铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了(      )

A．增加火车轮子对外轨的挤压

B．增加火车轮子对内轨的挤压

C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力

D．限制火车向外脱轨

2．在水平路面上转弯的汽车，提供向心力的是(      )

A．重力和支持力的合力

B．静摩擦力

C．滑动摩擦力

D．重力、支持力和牵引力的合力

3．如图所示，在盛满水的试管中装有一个小蜡块，小蜡块所受浮力略大于重力，当用手握住A端让试管在竖直平面内左右快速摆动时，关于蜡块的运动，以下说法正确的是(      )

A．与试管保持相对静止

B．向B端运动，可以到达B端

C．向A端运动，可以到达A端

D．无法确定

4．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则(      )

A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压

B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压

C．这时铁轨对火车的支持力等于

D．这时铁轨对火车的支持力大于

5．一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为(      )

A．15 m/s      B．20 m/s

C．25 m/s      D．30 m/s

6．以下情景描述不符合物理实际的是(      )

A．火车轨道在弯道处设计成外轨高内轨低，以便火车成功地转弯

B．汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力小于汽车重力，但汽车通过凹面时超重

C．在轨道上飞行的航天器中的物体处于“完全失重状态”，悬浮的液滴是平衡状态

D．离心趋势也是可以利用的，洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉

1．CD

解析：火车轨道外高内低，火车转弯时，轨道的支持力与火车的重力的合力指向弧形轨道的圆心，为火车转弯提供了(部分)向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压，同时在一定程度上限制了火车转弯时发生离心运动，即限制火车向外脱轨，故A、B错误，C、D正确。

2．B

解析：汽车在水平路面上转弯时，由路面对汽车的静摩擦力提供汽车转弯所需的向心力，B正确。

3．C

解析：试管快速摆动，试管中的水和浸在水中的蜡块都有做离心运动的趋势(尽管试管不是做完整的圆周运动，且运动的方向也不断变化，但并不影响问题的实质)，但因为蜡块的密度小于水的密度，蜡块被水挤压向A端运动。只要摆动速度足够大且时间足够长，蜡块就能一直运动到手握的A端，故C正确。

4．C

解析：由牛顿第二定律F合＝m，解得F合＝mgtanθ，此时火车只受重力和铁路轨道的支持力作用，如图所示，FNcosθ＝mg，则FN＝，内、外轨道对火车均无侧压力，故C正确，A、B、D错误。

5．B

解析：当FN＝G时，因为G－FN＝m，所以G＝m，当FN＝0时，G＝m，所以v′＝2v＝20 m/s，B正确。

6．C

解析：火车轨道在弯道处设计成外轨高内轨低，以便火车成功地转弯，故A正确；汽车通过拱形桥最高点时：mg－FN＝m，可得：FN＝mg－m<mg，即对桥的压力小于汽车重力，但汽车通过凹面时加速度向上，即处于超重状态，故B正确；在轨道上飞行的航天器中的物体处于“完全失重状态”，悬浮的液滴也处于完全失重状态而不是处于平衡状态，故C错误；离心趋势也是可以利用的，洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉，故D正确。