Question

15．如圖所示，在勻速轉動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細繩相連的質量均為m的兩個物體A和B，它們分居圓心兩側，與圓心距離分別為R_A=r，R_B=2r，與盤間的動摩擦因數μ相同，當圓盤轉速加快到兩物體剛好要發(fā)生滑動時，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 此時繩子張力為μmg
• B． 此時圓盤的角速度為$\sqrt{\frac{2μg}{r}}$
• C． 此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外
• D． 此時燒斷繩子，A仍相對盤靜止，B將做離心運動

Answer 1

分析 兩物塊A和B隨著圓盤轉動時，始終與圓盤保持相對靜止．當圓盤轉速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，AB都到達最大靜摩擦力，由牛頓第二定律求出A、B兩物塊與圓盤保持相對靜止的最大角速度及繩子的拉力．

解答 解：ABC、兩物塊A和B隨著圓盤轉動時，合外力提供向心力，則F=mω²r，B的半徑比A的半徑大，所以B所需向心力大，繩子拉力相等，所以當圓盤轉速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，B的靜摩擦力方向指向圓心，A的最大靜摩擦力方向指向圓外，有相對圓盤沿半徑指向圓內的運動趨勢，根據牛頓第二定律得：
T-μmg=mω²r
T+μmg=mω²•2r
解得：T=3μmg，ω=$\sqrt{\frac{2μg}{r}}$，故A錯誤，BC正確．
D、此時燒斷繩子，A的最大靜摩擦力不足以提供向心力，則A做離心運動，故D錯誤．
故選：BC

點評 解決本題的關鍵是找出向心力的來源，知道AB兩物體是由摩擦力和繩子的拉力提供向心力，難度適中．