题目内容

9.如图所示,质量均为M的物块A、B叠放在一起,放在光滑的水平桌面上.A、B之间的动摩擦因数为μ,物块B通过光滑定滑轮与质量为m的物块C相连.A、B之间的最大静摩擦力,重力加速度为g,轻绳与桌面平行.下列说法正确的是(  )
A.要使得物块A、B之间发生相对滑动,物块C的质量m应大于$\frac{μM}{1-μ}$
B.若物块A、B未发生相对滑动,物块A受到的摩擦力大小为$\frac{Mmg}{2M+m}$
C.物块A运动的最大加速度为μg
D.轻绳对定滑轮的作用力大小为$\sqrt{2}mg$

分析 本题在知识点上涉及到了牛顿第二定律、静摩擦力、滑动摩擦力以及滑动摩擦力和最大静摩擦力的关系;在处理方法上涉及到了整体法和隔离法

解答 解:ABC、设A、B相对静止时A、B的共同加速度为a,绳对C的拉力为T,B对A的摩擦力为f.根据题意可知此时C的加速度大小也为a(方向向下);
    取C为研究对象,根据牛顿第二定律可得mg-T=ma,解得T=mg-ma   ①;
    取AB整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得:T=2Ma    ②;
    取B为研究对象,根据牛顿第二定律可得:f=Ma   ③;
    联立①②③得:f=$\frac{1}{2}(mg-ma)$ ④
  A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即f=μMg,其加速度也达到最大值amax=ug⑤,由④⑤解得此时mmax=$\frac{2μM}{1-μg}$,所以C正确,A错误.
   由③可推导出a=$\frac{f}{M}$,将a代入④可得f=$\frac{Mmg}{2M+m}$,故B正确.
 D、因为绳对C的拉力T=mg-ma<mg,所以绳对滑轮的力F=$\sqrt{2}$T<$\sqrt{2}mg$,所以D错误.
故选:BC.

点评 解决好本题的关键是灵活的选取研究对象,要充分理解A滑动的临界条件是其所受的滑动摩擦力充当合外力

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