問題詳情:
A、B、C三個物體放在旋轉圓台上,靜摩擦因數均為μ,A的質量為2m,B、C質量均為m,A、B離軸為R,C離軸為2R,則當圓台旋轉時(設A、B、C都沒有滑動,如圖所示)下列判斷中正確的是( )
A.C物的向心加速度最大
B.B物的靜摩擦力最小
C.當圓台轉速增加時,C比A先滑動
D.當圓台轉速增加時,B比A先滑動
【回答】
解: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C正確;
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D錯誤.
故選ABC.
知識點:生活中的圓周運動
題型:選擇題