1.如图所示,质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是( )
A.线速度vA=vB
B.角速度ωA=ωB
C.受到的合力FA合=FB合
D.受到的摩擦力FfA>FfB
答案 B
解析 质量相等的A、B两物体随圆筒一起做匀速圆周运动,两者的角速度相等,B正确;根据角速度与线速度的关系v=ωr,A物体的线速度大于B物体的线速度,A错误;由向心加速度公式a=ω2r和牛顿第二定律F合=ma可知,A物体所受的合力大于B物体所受的合力,C错误;在竖直方向,它们所受的摩擦力等于重力,由于二者质量相等,重力相等,所以它们受到的摩擦力相等,D错误。
2.(2020·山东泰安一中高三上学期联考)在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,两轨所在面的倾角为θ,则( )
A.该弯道的半径r=
B.当火车质量改变时,规定的行驶速度大小随之变化
C.当火车速率大于v时,外轨将受到轮缘的挤压
D.当火车以规定速度行驶时,火车只受重力和支持力
答案 C
解析 由题可知,当火车以规定的速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的挤压,此时重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:mgtanθ=m,解得弯道的半径r=,A错误;由mgtanθ=m得v=,可知火车规定的行驶速度与火车质量无关,B错误;当火车行驶速度大于v时,重力和支持力的合力不足以提供火车的向心力,此时外轨对火车有侧压力,轮缘挤压外轨,C正确;当火车以规定速度行驶时,火车不仅受重力和支持力,还受牵引力和摩擦力作用,D错误。
3.如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法不正确的是( )
A.B的向心力是A的向心力的2倍
B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
C.A、B都有沿半径向外滑动的趋势
D.若B先滑动,则B对A的动摩擦因数μA大于盘对B的动摩擦因数μB
答案 A
解析 A、B两物块的角速度大小相等,根据Fn=mrω2,转动半径相等,质量相等,所以向心力相等,A错误;对AB整体分析,FfB=2mrω2,对A分析,有:FfA=mrω2,知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍,B正确;A所受的静摩擦力方向指向圆心,可知A有沿半径向外滑动的趋势,B受到盘的静摩擦力方向指向圆心,可知B有沿半径向外滑动的趋势,C正确;对AB整体分析,μB·2mg=2mrω,解得:ωB=,对A分析,μAmg=mrω,解得ωA=,因为B先滑动,可知B先达到临界角速度,可知B的临界角速度较小,即μB<μA,D正确。