Question

如图A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台间的摩擦因数都相同，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B距轴为R，C距轴为2R，则当圆台旋转时，设A、B、C都没有滑动，则下列选项正确的是（　　）

• A、B物体受到的静摩擦力最小
• B、C物体受到的静摩擦力比A大
• C、若圆台转动角速度逐渐增大时，A和C同时开始滑动
• D、若圆台转动角速度逐渐增大时，A最先开始滑动

Answer 1

分析：先对三个物体进行运动分析与受力分析，找出向心力来源，根据向心力公式求出摩擦力，再求出物体受最大静摩擦力时的临界角速度．

解答：解：三个物体都做匀速圆周运动，合力指向圆心，对任意一个受力分析，如图

支持力与重力平衡，F_合=f=F_向
由于A、B、C三个物体共轴转动，角速度ω相等，
根据题意，r_c=2r_a=2r_b=2a
由向心力公式F_向=mω²r，得三物体的向心力分别为：
F_a=（2m）ω²a=2mω²a
F_b=mω²a=mω²a
F_c=mω²（2a）=2mω²a
A、对任意一物体，由于摩擦力提供向心力，有f=mω²r，由上面的向心力表达式可知，B需要的向心力最小，故B受到的摩擦力最小．故A正确；
B、由以上的分析可知，C物体受到的向心力和A物体受到的向心力一样大．故B错误．
C、当ω变大时，所需要的向心力也变大，当达到最大静摩擦力时，物体开始滑动．当转速增加时，A、C所需向心力同步增加，且保持相等．B所需向心力也都增加，A和C所需的向心力与B所需的向心力保持2：1关系．由于B和C受到的最大静摩擦力始终相等，都比A小，所以C先滑动，A和B后同时滑动，故CD错误．
故选：A．

点评：本题可从三个物体中选择任意一个物体，建立物理模型后分析比较，而不需要对三个物体分别分析！难度适中．