题目内容

15.如图所示,绕过圆心的竖直轴转动的水平圆台上放有可视为质点的物块,O为转轴与圆台的交点,在圆台转动过程中,物块相对圆台静止.已知物块与圆台间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是(  )
A.物块相对圆台的运动趋势方向指向圆心
B.若不断增大圆台转动的角速度,则物块将会脱离圆轨道做直线运动
C.若圆台上放有材质相同的两物块,且圆台转动的角速度不断增大,则距O点较远的物块先滑动
D.若圆台上放有与O点等间距两物块,且圆台转动的角速度不断增大,则与圆台间动摩擦因数较小的物块先滑动

分析 物块做匀速圆周运动,静摩擦力提供向心力,当摩擦力达到最大静摩擦力时,物块将要滑动,根据向心力公式列式即可求解.

解答 解:A、物块做匀速圆周运动,由静摩擦力提供圆周运动向心力,则物块相对圆台的运动趋势方向背离圆心.故A错误;
B、物块做匀速圆周运动,由静摩擦力提供圆周运动向心力,有:f=mω2r,可知增大转速的过程中,摩擦力增大,当增大到最大静摩擦力后,物块开始滑动,没有离开圆台前仍然受到摩擦力,所以小球做离心运动,运动的轨迹仍然是曲线.故B错误;
C、当摩擦力最大时,滑块对应最大角速度,则有:μmg=m${ω}_{max}^{2}$r
解得:${ω}_{max}=\sqrt{\frac{μg}{r}}$.若圆台上放有材质相同的两物块,且圆台转动的角速度不断增大,则距O点较远的物块的先达到临界角速度,先滑动.故C正确;
D、由${ω}_{max}=\sqrt{\frac{μg}{r}}$,若圆台上放有与O点等间距两物块,且圆台转动的角速度不断增大,则与圆台间动摩擦因数较小的物块先达到临界角速度,先滑动.故D正确.
故选:CD

点评 当物体相对于接触物体刚要滑动时,静摩擦力达到最大,这是经常用到的临界条件.本题关键是分析物体的受力情况,根据向心力公式求解.

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