题目内容
【题目】如图所示,两个完全相同的物块A、B套在水平粗糙的直杆CD上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕经过CD中点的竖直转轴OO'转动,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块A到OO'轴的距离为物块B到OO'轴距离的两倍,现让该装置从静止开始转动,使转速缓慢增大,直到两物块A、B即将与杆发生相对运动.在这一过程中
A. B受到的静摩擦力一直增大
B. B受到的静摩擦力是先增大后减小
C. A受到的静摩擦力是先增大后减小
D. A受到的合外力一直在增大
【答案】D
【解析】
在转动过程中,两物体都需要向心力来维持,一开始是静摩擦力作为向心力,当摩擦力不足以做向心力时,绳子的拉力就会来做补充,速度再快,当这2个力的合力都不足以做向心力时,物体将会发生相对滑动,根据向心力公式进行讨论即可求解.
开始角速度较小时,两物体均靠静摩擦力提供向心力,角速度增大,静摩擦力增大,根据,知,随着角速度的增大,A先达到最大静摩擦力,A先使绳子产生拉力的,所以当绳子刚好产生拉力时,B受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力,随着角速度的增大,对B,拉力和静摩擦力的合力提供向心力,由于刚开始产生拉力时拉力方向和静摩擦力方向相同,所以角速度增大,B的静摩擦力会减小,然后反向增大。对A,拉力和最大静摩擦共同提供向心力,角速度增大,静摩擦力不变,可知A的静摩擦力先增大达到最大静摩擦力后不变,B的静摩擦力先增大后减小,再增大,ABC错误;根据可知随着角速度的增大,A的合外力一直在增大,D正确.
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