问题 多选题

如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点). A和B距轴心O的距离分别为rA=R,rB=2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是(  )

A.B所受合外力一直等于A所受合外力

B.A受到的摩擦力一直指向圆心

C.B受到的摩擦力一直指向圆心

D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度

2fm
mR为

答案

A、A、B都做匀速圆周运动,合力提供向心力,根据牛顿第二定律得F=mω2r,角速度ω相等,B的半径较大,所受合力较大.故A错误.

B、C最初圆盘转动角速度较小,A、B随圆盘做圆周运动所需向心力较小,可由A、B与盘面间静摩擦力提供,静摩擦力指向圆心.由于B所需向心力较大,当A与盘面间静摩擦力达到最大值时(此时B与盘面间静摩擦力还没有达到最大),若继续增大转速,则B将做离心运动,而拉紧细线,使细线上出现张力,转速越大,细线上张力越大,使得B与盘面间静摩擦力增大,当B与盘面间静摩擦力也达到最大时,B将开始滑动,A所受的静摩擦力将离开圆心.所以A受到的摩擦力先指向圆心,后离开圆心,而B受到的摩擦力一直指向圆心.故B错误,C正确.

D、当B与盘面间静摩擦力恰好达到最大时,B将开始滑动,则根据牛顿第二定律得

   对A:T-fm=m

ω2m
r

   对B:T+fm=m

ω2m
•2r

解得最大角速度ωm=

2fm
mR
.故D正确.

故选CD

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