题目内容
【题目】一水平平台可绕竖直轴转动,平面上有质量均为m的三个物体a、b、c,它们到转轴的距离ra=rb=rc,与平台间动摩擦因数分别为、、(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),当平台转动的角速度逐渐增大时,有 ( )
A. a先滑动B. b最后滑动C. c先滑动D. b、c同时滑动
【答案】AB
【解析】
a、b、c三个物体放在匀速转动的水平转台上,随转台做匀速圆周运动,由静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律分析物体受到的静摩擦力大小.当物体所受的静摩擦力达到最大值时开始滑动.根据产生离心运动的条件分析哪个物体先滑动。
a、b、c三个物体的角速度相同,设角速度为ω,则三个物体受到的静摩擦力分别为: fa=maω2ra=mrω2,fb=mbω2rb=mrω2,fc=mbω2rc=2mrω2;所以物体a和b受到的摩擦力最小,物体c受到的摩擦力最大。根据向心加速度a=ω2r,ω相同,c的半径r最大,则物体c的向心加速度最大。三个物体受到的最大静摩擦力分别为:fam=μmg,fbm=2μmg,fcm=3μmg,转台转速加快时,角速度ω增大,三个受到的静摩擦力都增大,物体a的静摩擦力先达到最大值,最先滑动起来,b最后滑动起来,故AB正确,CD错误。
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