Question

4．如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，当圆台旋转时，则（　　）

• A． 若A、B、C均未滑动，则C的向心加速度最大
• B． 若A、B、C均未滑动，则B所受的摩擦力最小
• C． 当圆台转速增大时，B比A先滑动
• D． 当圆台转速增大时，A比C先滑动

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：A、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=r
由向心力公式F_向=mω²r，得三物体的向心力分别为：
F_a=2mω²r
F_b=mω²r=mω²r
F_c=mω²（2r）=2mω²r
故A、B正确；
对任意一物体，由于摩擦力提供向心力，有μmg=mω²r
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，但因C的最大静摩擦力小，C比A先滑动．故D错误；
当转速增加时，A、B所需向心力也都增加，且保持2：1关系，但因A、B最大静摩擦力也满足2：1关系，因此A、B会同时滑动，故C错误．
故选：AB

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！明确向心力的来源是解题的关键．