Question

9．如圖所示，兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤(pán)上質(zhì)量均為m=2kg，兩者用長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的細(xì)繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤(pán)的最大靜摩擦力均為各自重力的0.3倍，A放在距離轉(zhuǎn)軸L=0.5m處，整個(gè)裝置能繞通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)中心的轉(zhuǎn)軸O₁O₂轉(zhuǎn)動(dòng)．開(kāi)始時(shí)，繩恰好伸直但無(wú)彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，使角速度緩慢增大，g=10m/s²．以下說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)ω＞$\sqrt{3}$rad/s時(shí)，繩子一定有彈力
• B． 當(dāng)ω＞$\sqrt{3}$rad/s時(shí)，A、B相對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)會(huì)滑動(dòng)
• C． ω在$\sqrt{3}$rad/s＜ω＜2rad/s范圍內(nèi)增大時(shí)，B所受擦力變大
• D． ω在0＜ω＜2rad/s范圍內(nèi)增大時(shí)，A所受摩擦力一直變大

Answer 1

分析 開(kāi)始角速度較小，兩木塊都靠靜摩擦力提供向心力，B先到達(dá)最大靜摩擦力，角速度繼續(xù)增大，則繩子出現(xiàn)拉力，A的靜摩擦力減小，B受最大靜摩擦力不變，角速度繼續(xù)增大，A的靜摩擦力減小到零又反向增大，當(dāng)增大到最大靜摩擦力時(shí)，開(kāi)始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)．

解答 解：A、當(dāng)B達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，繩子開(kāi)始出現(xiàn)彈力，kmg=m•2Lω²，解得ω₁=$\sqrt{\frac{kg}{2L}}$=$\sqrt{3}$rad/s，知ω＞$\sqrt{3}$rad/s時(shí)，繩子具有彈力．故A正確．
B、當(dāng)A所受的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，A、B相對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)會(huì)滑動(dòng)，對(duì)A有：kmg-T=mLω²，對(duì)B有：T+kmg=m•2Lω²，解得ω=$\sqrt{\frac{2kg}{3L}}$=2rad/s，當(dāng)ω＞2rad/s時(shí)，A、B相對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)會(huì)滑動(dòng)．故B錯(cuò)誤．
C、角速度0＜ω＜$\sqrt{3}$rad/s時(shí)，B所受的摩擦力變大．故C錯(cuò)誤．
D、當(dāng)ω在0＜ω＜2rad/s范圍內(nèi)，A相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)是靜止的，A所受摩擦力為靜摩擦力，所以f-T=mLω²，當(dāng)ω增大時(shí)，靜摩擦力也增大．故D正確．
故選：AD

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵搞清木塊向心力的來(lái)源，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行分析，難度適中．