如圖所示,A、B、C三個物體放在旋轉圓台上,動摩擦因數均為μ,A的質量是2m,B和C的質量均為m,A、B離軸的...
來源:國語幫 2.15W
問題詳情:
如圖所示,A、B、C三個物體放在旋轉圓台上,動摩擦因數均為μ,A的質量是2m,B和C的質量均為m,A、B離軸的距離為R,C離軸的距離為2R,當圓台旋轉時,則( )
A.若A、B、C均未滑動,則C的向心加速度最大
B.若A、B、C均未滑動,則B所受的摩擦力最小
C.當圓台轉速增大時,B比A先滑動
D.當圓台轉速增大時,A比C先滑動
【回答】
AB向心力;牛頓第二定律.
【分析】先對三個物體進行運動分析與受力分析,找出向心力來源,根據向心力公式求出摩擦力,再求出物體受最大靜摩擦力時的臨界角速度.
【解答】解:A、三個物體都做勻速圓周運動,合力指向圓心,對任意一個受力分析,如圖
支持力與重力平衡,F合=f=F向
由於a、b、c三個物體共軸轉動,角速度ω相等,
根據題意,rc=2ra=2rb=r
由向心力公式F向=mω2r,得三物體的向心力分別為:
Fa=2mω2r
Fb=mω2r=mω2r
Fc=mω2(2r)=2mω2r
故A、B正確;
對任意一物體,由於摩擦力提供向心力,有μmg=mω2r
當ω變大時,所需要的向心力也變大,當達到最大靜摩擦力時,物體開始滑動,
當轉速增加時,A、C所需向心力同步增加,且保持相等,但因C的最大靜摩擦力小,C比A先滑動.故D錯誤;
當轉速增加時,A、B所需向心力也都增加,且保持2:1關係,但因A、B最大靜摩擦力也滿足2:1關係,因此A、B會同時滑動,故C錯誤.
故選:AB
【點評】本題可從三個物體中選擇任意一個物體,建立物理模型後分析比較,而不需要對三個物體分別分析!明確向心力的來源是解題的關鍵.
知識點:向心力
題型:多項選擇