题目内容

【题目】如图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的质量均为m,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,设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是(   )

A. B对A的摩擦力一定为μmg

B. C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力

C. 如果转台的角速度逐渐增大,则A和B最先滑动

D. 若要A、B、C与转台保持相对静止,转台的角速度一定满足

【答案】BD

【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f=mω2r≤μmg.故A错误.由于C与A转动的角速度相同,由摩擦力提供向心力对C有m×1.5rω2>mrω2即C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力,故B正确;对AB整体,有:(m+m)ω2r≤μ(m+m)g…①
对物体C,有:mω2(1.5r)≤μmg…②
对物体A,有:mω2r≤μmg…③
联立①②③解得: ,所以D正确;ABC都是由静摩擦力提供向心力,A的最大静摩擦力fA=μmg,C的最大静摩擦力fC=μmg,A需要的向心力FA=mω2r,C需要的向心力FC=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C错误.故选BD.

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