题目内容

16.带滑轮的平板C放在水平桌面上,小车A通过绕过滑轮的轻绳与物体B相连,如图所示.A、C间及绳与滑轮间摩擦力不计,C与桌面间动摩擦因数为μ,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力,A、C质量均为m,小车A运动时平板C保持静止,物体B的质量M可改变,则下列说法正确的是(  )
A.当M=m时,A受到的合外力大小为mg
B.当M=m时,C对桌面的压力大小为2mg
C.若取μ=0.1,则当M=m时,C不可能静止
D.在M改变时,保持C静止必须满足μ>$\frac{1}{3}$

分析 把AB看成一个整体,根据牛顿第二定律求出加速度,再对A根据牛顿第二定律求出绳子的拉力,从而求出绳子对C的作用力,对C受力分析,根据平衡条件求解即可.

解答 解:AB、当M=m时,根据牛顿第二定律得:
对AB整体有:加速度大小 a=$\frac{mg}{2m}$=$\frac{1}{2}$g
对A有:A受到的合外力大小 F合=ma=$\frac{1}{2}$mg,则绳子的拉力大小为 T=$\frac{1}{2}$mg
绳子对C的作用力大小 F=$\sqrt{2}$T=$\frac{\sqrt{2}}{2}$mg,方向与水平面成45°斜向下,
对C受力分析,C处于静止状态,受力平衡,则桌面对C的支持力 N=2mg+Fsin45°=2.5mg>2mg,由牛顿第三定律知,C对桌面的压力大小大于2mg,故A、B错误.
C、当M=m时,若取μ=0.1,桌面对C的最大静摩擦力 fm=μN=0.25mg<Fcos45°=0.5mg,所以C不可能静止,故C正确.
D、AB两个物体做匀加速运动,根据牛顿第二定律得:
对整体有 a=$\frac{Mg}{M+m}$
则绳子的拉力 T=ma=$\frac{Mmg}{M+m}$
根据A得分析可知,绳子对C的作用力在水平方向的分量 Fx=$\frac{Mmg}{M+m}$,竖直分量Fy=$\frac{Mmg}{M+m}$
 要使C保持静止,则有μ•(2mg+Fy)≥Fx
联立解得,μ≥$\frac{1}{\frac{2(m+M)}{M}+1}$=$\frac{1}{2(1+\frac{m}{M})+1}$
因为1$+\frac{m}{M}$>1,所以μ>$\frac{1}{3}$,故D正确.
故选:CD

点评 本题主要考查了牛顿第二定律以及共点力平衡条件的应用,解题时要注意无论M多大,AB总是做匀加速直线运动,可以把AB看成一个整体,千万不能认为当M=m时,AB静止.

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