Question

如圖所示是用以說明向心力的儀器，材料不同的小球p和q套在水平桿上，與桿靜摩擦力最大值均為f（滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力），兩球之間用一條不可伸長(zhǎng)輕繩連接，靜止時(shí)繩伸直且無拉力，兩球質(zhì)量為m_p=m_q/2=m．當(dāng)整個(gè)裝置繞中心豎直軸OO’由靜止緩慢增加轉(zhuǎn)速，一直到兩球剛要相對(duì)桿滑動(dòng)為止，兩球離轉(zhuǎn)軸的距離均為R，則（ ）

A．兩球保持與桿相對(duì)靜止的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為
B．兩球保持與桿相對(duì)靜止的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為
C．整個(gè)裝置緩慢增加轉(zhuǎn)速過程中，繩的拉力先增加后減小
D．整個(gè)裝置緩慢增加轉(zhuǎn)速過程中，p受到的摩擦力先減小后增大

Answer 1

【答案】分析：角速度較小時(shí)，p、q靠靜摩擦力提供向心力，q先達(dá)到最大靜摩擦力，然后繩子出現(xiàn)拉力，角速度增大時(shí)，q靠拉力和靜摩擦力共同提供向心力，p靠拉力和靜摩擦力提供向心力，當(dāng)角速度達(dá)到最大時(shí)，p的最大靜摩擦力水平向左．根據(jù)牛頓第二定律求出最大的角速度．
解答：解：A、當(dāng)角速度達(dá)到最大時(shí)，對(duì)p有：T-f=mRω²，對(duì)q有：T+f=2mRω²，聯(lián)立兩式解得．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、整個(gè)裝置緩慢增加轉(zhuǎn)速的過程中，繩子的拉力逐漸增大．故C錯(cuò)誤．
D、整個(gè)裝置緩慢增加轉(zhuǎn)速的過程中，p所受的摩擦力先增大后減小再增大．故D錯(cuò)誤．
故選B．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵找出p、q將要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的臨界情況，通過受力，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行分析．