题目内容
1.如图所示,水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接,并随转台一起匀速转动,A、B的质量分别为m、2m,A、B与转台的动摩擦因数均为μ,A、B离转台中心的距离分别为1.5r、r,已知弹簧的原长为1.5r,劲度系数为k,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法中正确的是( )A. | 当B受到的摩擦力为0时,转台转动的角速度为$\sqrt{\frac{k}{m}}$ | |
B. | 当A受到的摩擦力为0时,转台转动的角速度为$\sqrt{\frac{k}{3m}}$ | |
C. | 若转台转动的角速度为$\sqrt{\frac{k}{2m}+\frac{μg}{r}}$,则A不动,B刚好要滑动 | |
D. | 转台转动的角速度为$\sqrt{\frac{2k}{3m}+\frac{2μg}{3r}}$,则B不动,A刚好要滑动 |
分析 当A、B受到的摩擦力为0时,由弹簧弹力提供向心力,根据胡克定律以及向心力公式列式求解,当A、B刚好要滑动时,摩擦力达到最大静摩擦力,弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心力,根据胡克定律以及向心力公式列式求解即可.
解答 解:A、当B受到的摩擦力为0时,由弹簧弹力提供向心力,则有k(1.5r+r-1.5r)=2mω2r
解得:ω=$\sqrt{\frac{k}{2m}}$,故A错误;
B、当A受到的摩擦力为0时,由弹簧弹力提供向心力,则有k(1.5r+r-1.5r)=mω2•1.5r
解得:ω=$\sqrt{\frac{2k}{3m}}$,故B错误;
C、当B刚好要滑动时,摩擦力达到最大静摩擦力,弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心力,则有:k(1.5r+r-1.5r)+μ•2mg=2mω12r
解得:ω1=$\sqrt{\frac{k}{2m}+\frac{μg}{r}}$,
当A刚好要滑动时,摩擦力达到最大静摩擦力,弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心力,则有k(1.5r+r-1.5r)+μmg=mω22•1.5r,
解得:ω2=$\sqrt{\frac{2k}{3m}+\frac{2μg}{3r}}$,因为ω2>ω1,可知B先滑动,故C正确、D错误.
故选:C.
点评 本题主要考查了胡克定律以及向心力公式的直接应用,知道当A、B刚好要滑动时,摩擦力达到最大静摩擦力,弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心力,明确向心力的来源是解题的关键.
练习册系列答案
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9.下列物理量中是标量的是( )
A. | 向心加速度 | B. | 功 | C. | 线速度 | D. | 向心力 |
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13.如图所示,物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C,则它的位移和路程分别是( )
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