Question

【題目】一水平放置的木板上放有砝碼，砝碼與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如果讓木板在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如運(yùn)動(dòng)中木板始終保持水平，砝碼始終沒(méi)有離開(kāi)木板，且砝碼與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,那么下列說(shuō)法正確的是( )

A. 在通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)，由于砝碼處于失重狀態(tài)，所以木板給砝碼的支持力大于物體的重力

B. 在經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，砝碼對(duì)木板的壓力最大，所以物體所受摩擦力最大

C. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率不超過(guò)

D. 在通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，砝碼處于失重狀態(tài)，所以木板給砝碼的支持力大于砝碼的重力

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．在通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)，向心加速度豎直向下，是失重，木板給砝碼的支持力小于物體的重力，故A錯(cuò)誤；

B．在最低點(diǎn)，向心加速度豎直向上，砝碼對(duì)木板的壓力最大，此時(shí)水平方向上沒(méi)有力，所以摩擦力為零，故B錯(cuò)誤；

C．木板和砝碼在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則所受合外力提供向心力，砝碼受到重力G，木板支持力FN和靜摩擦力Ff，由于重力G和支持力FN在豎直方向上，因此只有當(dāng)砝所需向心力在水平方向上時(shí)靜摩擦力有最大值，此位置是當(dāng)木板和砝碼運(yùn)動(dòng)到與圓心在同一水平面上時(shí)的位置，最大靜摩擦力必須大于或等于砝碼所需的向心力，即，解得： 所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率不超過(guò)，故C正確；

D．在通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度向上砝碼處于超重狀態(tài)，所以木板給砝碼的支持力大于砝碼的重力，故D錯(cuò)誤；