题目内容

12.如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两物体A和B,它们与盘间的摩擦因数相同,目前这两个物体正与圆盘一起做圆周运动.则下列判断中正确的是(  )
A.由图观察,增大转速,两物体将一起开始滑动
B.由图观察,增大转速,B物体将先滑动
C.两物体滑动是离心现象,条件是提供的向心力大于需要的向心力
D.两物体若开始滑动,会离圆心越来越远

分析 对AB两个物体进行受力分析,找出向心力的来源,即可判断AB的运动情况.
做向心运动的条件是提供的向心力大于需要的向心力;做离心现象的条件是提供的向心力小于需要的向心力.

解答 解:A、物块随圆盘做圆周运动中,若角速度比较小,水平方向的静摩擦力提供向心力,即f=Fn=mω2r
可知做圆周运动的物体需要的向心力与运动的半径成正比,而最大静摩擦力:fm=μmg
可知 一定是轨道半径比较大的B受到的静摩擦力先达到最大;
所以当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时,A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动,B靠指向圆心的静摩擦力和拉力的合力提供向心力,所以增大转速,两物体将一起开始滑动.故A正确,B错误.
C、两物体若开始滑动,会离圆心越来越远;两物体滑动时离圆心越来越远,是离心现象,条件是提供的向心力小于需要的向心力.故C错误,D正确.
故选:AD

点评 解决本题的关键是找出向心力的来源,知道AB两物体是由摩擦力和绳子的拉力提供向心力,难度中等.

练习册系列答案
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1.某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.
①图(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s2.(结果保留二位有效数字)

②在“探究加速度a与质量m的关系”时,保持细砂和小桶质量不变,改变小车质量m,分别记录小车加速度a与其质量m的数据.在分析处理数据时,该组同学产生分歧:甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象.乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数$\frac{1}{m}$的图象.两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如图(c)所示).你认为同学乙(填“甲”、“乙”)的方案更合理.请继续帮助该同学作出坐标系中的图象.

③在“探究加速度a与合力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中细砂的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(d),该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答:实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

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