Question

4．如圖所示，疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的小物體A、B、C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m，A與B、B與轉(zhuǎn)臺(tái)、C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，B．C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為r、1.5r．設(shè)本題中的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．以下說(shuō)法中不正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，C先開(kāi)始滑動(dòng)
• B． C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦力等于A與B間的摩擦力的一半
• C． 轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度一定滿足：ω≤$\sqrt{\frac{2μg}{3r}}$
• D． 轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度一定滿足：ω≤$\sqrt{\frac{μg}{3r}}$

Answer 1

分析 A隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，靠靜摩擦力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出B對(duì)A的摩擦力大�。�分別對(duì)A、AB整體、C受力分析，根據(jù)合力提供向心力，求出轉(zhuǎn)臺(tái)角速度的范圍

解答 解：A、摩擦力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，C所需要的向心力μmg=mω²×1.5r=1.5mω²r，故C先滑動(dòng)，故A正確．
B、由于A與C轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，對(duì)C，由摩擦力提供向心力，有f_C=m×1.5rω²=$\frac{1}{2}$f_A，即C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦力等于A與B間的摩擦力的一半，故B正確；
CD、對(duì)AB整體，有：（3m+2m）ω²r≤μ（3m+2m）g…①
對(duì)物體C，有：mω²（1.5r）≤μmg…②
對(duì)物體A，有：3mω²r≤μ（3m）g…③
聯(lián)立①②③解得：ω≤$\sqrt{\frac{2μg}{3r}}$．故C正確，D錯(cuò)誤．
本題選錯(cuò)誤的，故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要靈活選取研究對(duì)象，分別對(duì)A、AB整體、C受力分析，根據(jù)靜摩擦力提供向心力以及最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力列式分析