选择题6.0分
物理

19.如图所示,在水平转盘上放有两个可视为质点的相同的木块P和Q,两者用长为x的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍,P放在距离转轴x处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动。开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是(   )

A

ω在<ω<范围内增大时,Q所受摩擦力变大

B

当ω>时,绳子一定有弹力

C

当ω>时,P、Q相对于转盘会滑动

D

ω在0<ω<范围内增大时,P所受摩擦力一直变大

正确答案及相关解析

正确答案

BD

解析

ABC、当Q达到最大静摩擦力时,绳子开始出现弹力,kmg=2mxω2,解得:,可知当时,绳子具有弹力;

当P所受的摩擦力达到最大静摩擦力时,P、Q相对于转盘会滑动,对P有:

kmg-T=mxω2,对Q有:T+kmg=2mxω2,解得:,所以当ω在  的范围内增大时,Q已经达到最大静摩擦力,Q受到的摩擦力不变;当时, P、Q相对于转盘会滑动,摩擦力不再增加.故B正确,AC错误.

D、当ω在 范围内增大时,P相对转盘是静止的,P所受摩擦力为静摩擦力一直增大,故D正确.

考查方向

向心力;线速度、角速度和周期、转速

解题思路

开始角速度较小,两木块都靠静摩擦力提供向心力,由于Q离转轴较远,Q先到达最大静摩擦力,角速度继续增大,则绳子出现拉力,P靠静摩擦力和拉力的合力提供向心力,拉力增大,静摩擦力增大,当增大到最大静摩擦力时,开始发生相对滑动.

易错点

本题的关键搞清木块向心力的来源,结合牛顿第二定律进行分析.

知识点

匀速圆周运动 向心力