1、课时跟踪训练（十五） 离心现象A级学考达标1在水平面上转弯的摩托车，向心力是()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、牵引力的合力解析：选B摩托车转弯时，摩托车受重力、地面支持力和地面对它的摩擦力三个力的作用，重力和地面支持力沿竖直方向，二力平衡，由于轮胎不打滑，摩擦力为静摩擦力，来充当向心力。综上所述，选项B正确。2(2019济宁高一检测)火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损。为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，下列措施可行的是()A适当减小内、外轨的高度差B适当增加内、外轨的高度差C适当减小弯道半径D适当增大内外轨间距解析：选B火车转弯
2、时，为减小外轨所受压力，可以使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，如果速度合适内、外轨道均不受挤压，重力与轨道支持力的合力来提供向心力，如图所示，mgtan m，若要提高火车速度同时减小外轨受损，可以适当增加内、外轨的高度差，使增大，或适当增大弯道半径，所以B项正确，A、C、D项错误。3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
3、心解析：选B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，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；若减小角速度，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，C、D错误。4.(2019烟台高一检测)乘坐游乐场的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，如图所示，下列说法正确的是()A车在最高点时，人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去B人在最高点时，对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mgC人在最低点时，处于失重状态D人在最低点时，对座位的压力大
4、于mg解析：选D由圆周运动的临界条件知，人在最高点时，若v，则人对座位和保险带都无作用力；若v，则保险带对人有拉力作用；若v，则人对座位有压力，且当v，压力大于mg，故A、B错误；人在最低点时有Nmgm，则Nmg，人处于超重状态，故D正确，C错误。5.如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s时，桥对汽车的支持力为汽车重力的倍，如果要使汽车能安全地通过此拱桥，则汽车通过桥顶的最大速度必须小于()A15 m/sB20 m/sC25 m/s D30 m/s解析：选B当汽车通过拱桥顶点的速度是10 m/s时，由牛顿第二定律得mgmgm，解得r40 m，当汽车通过拱桥顶点对桥恰无压力时，由mmg
5、得v120 m/s，所以B正确。6.如图所示，洗衣机的甩干筒在转动时有一衣服附在筒壁上，则此时()A衣服受重力、筒壁的弹力和向心力B衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力C筒壁对衣服的弹力随筒的转速的增大而增大D筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大解析：选C衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，衣服随筒壁在水平面内做圆周运动，筒壁的弹力提供向心力，故A、B错误；因Nmr2，所以筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大，故C正确；衣服在竖直方向的合外力等于零，所以筒壁对衣服的摩擦力大小始终等于重力，不随转速变化，故D错误。7.摩天轮是游乐场中游乐项目之一，乘客可随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正
6、确的是()A在最高点，乘客处于超重状态B在最低点，乘客重力小于他所受到的支持力C摩天轮转动过程中，乘客机械能保持不变D从最高点向最低点转动的过程中，座椅对乘客的作用力不做功解析：选B在最高点时，加速度向下，故乘客处于失重状态，故A错误；在最低点，乘客合外力向上，故重力小于他所受到的支持力，故B正确；摩天轮转动过程中，乘客的动能不变，重力势能时刻发生改变，故机械能始终变化，故C错误；从最高点向最低点转动的过程中，座椅的作用力向上，故座椅对乘客的作用力做负功，故D错误。8.杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m0.5 kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直
7、平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是(g10 m/s2)()A“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N解析：选B水流星在最高点的临界速度v4 m/s，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出。故B正确。9(2019海口高一检测)有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m。(1)试计算铁轨受到的侧压力；(2)若要使火车以此速率通
8、过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度的正切值。解析：(1)火车速度v72 km/h20 m/s，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力，所以有Nm N105 N由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于105 N。(2)火车过弯道，重力和铁轨对火车的弹力的合力正好提供向心力，如图所示，则mgtan m由此可得tan 0.1。答案：(1)105 N(2)0.1B级选考提能10.随着北京三环东路快速路的正式通车，城北到城南的通行时间将大幅缩减，大大提升了出行效率。该段公路有一个大圆弧形弯道，公路外侧路基比内侧路基高。当汽车以理论时速vc行驶时，汽车恰好没
9、有向公路内、外两侧滑动的趋势。则()A车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动B要求汽车在转弯过程中不打滑，车速不能大于vcC当路面结冰时与未结冰时相比，vc的值变小D当路面结冰时与未结冰时相比，vc的值不变解析：选D车速低于vc，所需的向心力减小，此时车辆有向内侧滑动的趋势，摩擦力可以指向外侧，车辆不会向内则滑动，故A错误。车速高于vc，所需的向心力增加，此时车辆有向外侧滑动的趋势，摩擦力可以指向内侧，车辆不一定会打滑，故B错误。当路面结冰时与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，路面的倾角不变，则vc的值不变，故C错误，D正确。11.(2019济南高一检测)精彩的杂技表演总是受到广大观众的欢迎。
10、如图所示，两条丝带上端拴在天花板上，下端被男演员缠绕在手臂上，女演员搂着男演员的脖子，两人一起在水平面内做匀速圆周运动(第一次)。第二次一起做圆周运动时，丝带的长度更短而丝带与竖直方向的夹角仍不变。下列说法中正确的是()A匀速转动的过程中男演员对女演员的作用力方向竖直向上B两次丝带对男演员的拉力大小相等C他们第二次做圆周运动的线速度更大D他们第二次做圆周运动的周期更大解析：选B女演员匀速转动的过程中需要向心力，男演员对女演员的作用力沿丝带方向，故A错误；设丝带与竖直方向的夹角为，丝带拉力F沿竖直方向的分力等于男女演员的重力，F，夹角不变，丝带拉力不变，故B正确；向心加速度为gtan r，夹角不
11、变，向心加速度不变，第二次丝带的长度更短，半径变小，线速度变小，周期变小，故C、D错误。12.在汽车越野赛中，一个土堆可视作半径R10 m的圆弧，左侧连接水平路面，右侧与一坡度为37的斜坡连接。某车手驾车从左侧驶上土堆，经过土堆顶部时恰能离开，赛车飞行一段时间后恰沿与斜坡相同的方向进入斜坡，沿斜坡向下行驶。研究时将汽车视为质点，不计空气阻力。求：(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)汽车经过土堆顶部的速度大小。(2)汽车落到斜坡上的位置与土堆顶部的水平距离。解析：(1)赛车在土堆顶部做圆周运动，且恰能离开，重力提供向心力，由牛顿第二定律得mgm解得v10 m/s。(2)赛车离开土堆顶部后做平抛运动，落到斜坡上时速度与水平方向夹角为37，则有tan 37得t0.75 s则落到斜坡上距离坡顶的水平距离xvt7.5 m。答案：(1)10 m/s(2)7.5 m