题目内容

【题目】如图所示,半径分别为R、2R的两个水平圆盘,小圆盘转动时会带动大圆盘不打滑的一起转动。质量为m的小物块甲放置在大圆盘上距离转轴R处,质量为2m的小物块放置在小圆盘的边缘处。它们与盘面间的动摩擦因数相同,当小圆盘以角速度转动时,两物块均相对圆盘静止,下列说法正确的是

A. 二者线速度大小相等

B. 甲受到的摩擦力大小为

C. 在逐渐增大的过程中,甲先滑动

D. 在逐渐增大但未相对滑动的过程中,物块所受摩擦力仍沿半径指向圆心

【答案】B

【解析】

根据两圆盘边缘上点的线速度大小相等,得出两圆盘的角速度大小关系,结合向心力公式求出小物块甲受到的摩擦力大小.根据牛顿第二定律求出发生相对滑动的临界角速度,确定哪个物块先滑动,根据运动的特点确定摩擦力的方向.

大圆盘和小圆盘边缘上的线速度大小相等,当小圆盘以角速度转动时,大圆盘以转动;两物块做圆周运动的半径相等,但是角速度不同,则线速度大小不等,A错误;根据知,大圆盘以转动,则小物块甲受到的摩擦力,B正确;根据知,临界角速度,两物块的半径相等,知临界角速度相等,在角速度逐渐增大的过程中,由于大圆盘的角速度是小圆盘较小的一半,可知物块乙先滑动,C错误;在角速度逐渐增大的过程中,甲乙的线速度逐渐增大,根据动能定理知,摩擦力对两物块均做正功,可知摩擦力一定有沿线速度方向的分力,所以物块受到的摩擦力的方向一定不是指向圆心,D错误.

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