Question

问一道高中物理题目,求详解

21、如图所示,两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上,并用不可伸长的经绳连接,整个装置能绕CD中点的轴OO′转动,已知两物块质量相等,杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等,开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力）,物块A到OO′轴的距离为物块B到OO′轴距离的两倍,现让该装置从静止开始转动,使转速逐渐增大,在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中,下列说法正确的是（）A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力是先增大后减少
C．A受到的静摩擦力是先增大后减少D．A受到的合外力一直在增大

Answer 1

应该选B和D吧。
A和B质量相同，向心力是mv²/R，A和B运动角速度ω是一样的，v=ωR，向心力可以表示为m(ωR)²/R=mω²R，因为运动时A的半径是B的两倍，质量和角速度都相同，所以A的向心力是B的两倍。运动时，绳子对A和B的拉力是相等的。开始时，绳处于自然长度，就是绳子对A和B没有拉力，开始转动，速度是慢慢加大的，那么一开始速度比较小，产生的向心力不是那么大，静摩擦力足够提供的时候，绳子仍然对A和B没有拉力。由于A的向心力是B的两倍，也就是这时A的静摩擦力是B的两倍，随着速度慢慢增大，A的静摩擦力必然先达到最大（A和B的最大静摩擦力是相等的），这个时候A就需要绳子的拉力来补充进来，共同提供向心力。而绳子拉A，必然也拉B，而且拉力还相等，B本来只启用了最大静摩擦力的一半，这是又来了绳子的拉力，连静摩擦力的一般都用不着了，所以静摩擦力就减小了。然后，A保持最大静摩擦力，随着速度增大，向心力增大，只能增大绳子的拉力来维持A的运动，造成B的静摩擦力减小，当绳子的拉力可以提供B的向心力的时候，B就没有静摩擦力了，绳子的拉力继续增大，A和B就开始移动了。所以A是错的，A受到的静摩擦力开始是增大，然后不变，不是一直增大。C也错了。D，A受到的合外力就是向心力，速度一直增大，向心力当然一直增大，合外力自然也一直在增大了。

追问

"B本来只启用了最大静摩擦力的一半，这是又来了绳子的拉力，连静摩擦力的一般都用不着了，所以静摩擦力就减小了。"这句话无法理解，因为向心力是不断变大的，而此时B的摩擦力与绳子对B的拉力共同提供向心力，此时拉力虽然不断增大，但是你又怎么判断此时B的摩擦力不变呢（找不到不变的量）

追答

B的摩擦力不是不变，是变小。绳子增大的拉力维持A的转动，A的向心力是B的两倍，增大的拉力对于B来说嫌多，绳对AB的拉力必须相等，只有一种情况，就是B的摩擦力减少。

追问

我的意思是随着转速的增大，B受到的向心力会不断增大，B受到绳的拉力和摩擦力共同组成向心力，而此时绳的拉力也变大，摩擦力可以不变，可以变小，甚至可以继续变大。。明白我的疑惑了吗

追答

我明白。向心力的增大幅度要比拉力增大幅度小，说明白点，比如向心力一牛一牛得在增大，而拉力在二牛二牛得增大，那么摩擦力肯定要减小啊

Answer 2

不好意思打错了，应该是D正确
开始转速不高，向心力由摩擦力提供，绳子没有张力
当摩擦力不够提供向心力的时候（一定是A先发生这种情况，旋转半径大），剩余的由绳张力补足。也就是A受到的摩擦力先增加后保持不变。这时候B有绳子提供向心力，需要的摩擦力就减少了。但后来张力越来越大，拉着B向O点移动，摩擦力方向相反，又开始增加了。
而旋转越来越快，A的向心加速度越来越大，就说明A受的合力越来越大

Answer 3

因为最开始转速不快

A所受到的摩擦力小于其最大静摩擦 所以其摩擦力在一直增大
当其所受摩擦力大于其最大静摩擦时 它就通过绳子 去拉B 这时B受到的摩擦力就相应减小
所以A是错误的 D是正确的

Answer 4

应该只能选C 该题角速度一定
根据向心加速度公式F=m(w^2)r得出A、B受到的向心力均在增大，但Fa＞Fb，所以A受到的静摩擦力先增大后减小。而由于A未动，所以合外力为零。

Answer 5

因为它们质量相等 在同一根粗糙的杆上 它们的角速度是相同的 但是Ra=2Rb 所以A的向心力要大一些 你自己在画图分析一下嘛、、我是个高一的妹纸……我觉得物理要自己多分析一下才会进步的~~~