问题 多选题

如图a、b、c三个物体放在旋转圆台上,静摩擦因数相同;a的质量为2m,b、c质量均为m,a、b离轴为R,c离轴为2R,则当圆台旋转时,若a、b、c均没滑动.则(  )

A.c的向心加速度最大

B.b物体受到的摩擦力最小

C.若转速增大时,c比b先滑动

D.若转速增大时,b比a先滑动

答案

A、三个物体都做匀速圆周运动,合力指向圆心,对任意一个受力分析,如图

支持力与重力平衡,F=f=F

由于a、b、c三个物体共轴转动,角速度ω相等,

根据题意,rc=2ra=2rb=2R

由向心力公式F=mω2r,得三物体的向心力分别为:

Fa=2mω2R

Fb=mω2R

Fc=mω2(2R)=2mω2R

故A正确;

B、三物体做圆周运动所需要的向心力由静摩擦力提供.

所需要的向心力大,提供的静摩擦力也大.

因为b需要的向心力最小,故b物体受到的摩擦力也最小.

故B正确.

C、三物体所受的最大静摩擦力分别为:

fa=2μmg,fb=μmg,fc=μmg

对任意一物体,均是由摩擦力提供向心力.

当ω变大时,所需要的向心力也变大,当达到最大静摩擦力时,物体开始滑动,

当转速增加时,B、C所需向心力同步增加,且保持1:2关系,而B和C的最大静摩擦力大小相等,故C比B先滑动.故C正确;

D、当转速增加时,A、B所需向心力也都增加,且保持2:1关系,但因A、B最大静摩擦力也满足2:1关系,因此A、B会同时滑动,故D错误.

故选ABC.

解答题
单项选择题