题目内容
【题目】如图所示叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、2m,A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ,B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是( )
A.C与转台间的摩擦力大小等于A与B间的摩擦力大小
B.B对A的摩擦力大小一定为3μmg
C.转台的角速度一定满足:
D.随着转台角速度ω增大,A物体最先脱离水平转台
【答案】AC
【解析】
对A受力分析,受重力、支持力以及B对A的静摩擦力,静摩擦力提供向心力,有fA=(3m)ω2r;C与转台间的摩擦力:fC=2m×ω2×1.5r=3mω2r.故A正确.因为B与A之间的摩擦力不一定是最大静摩擦力,故摩擦力的大小不一定等于3μmg,故B错误;对AB整体,有(3m+2m)ω2r≤μ(3m+2m)g;对物体C,有:mω2(1.5r)≤μmg;对物体A,有:3mω2r≤μ(3m)g;联立解得:,故C正确;ABC都是由静摩擦力提供向心力,A的最大静摩擦力fA=3μmg,C的最大静摩擦力fC=μmg,A需要的向心力FA=3mω2r,C需要的向心力FB=1.5mω2r,所以随着角速度的增大,C先达到最大静摩擦力,比A先滑动,故D错误.
故选AC.
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