1. 如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C、M三点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A、M分别为此圆与y轴、x轴的切点。B点在y轴上且∠BMO=60°,O′为圆心。现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点,如所用时间分别为tA、tB、tC,则tA、tB、tC大小关系是( )
A.tA<tC<tB
B.tA=tC<tB
C.tA=tC=tB
D.由于C点的位置不确定,无法比较时间大小关系
解析:选B。由等时圆模型可知,A、C在圆周上,B点在圆周外,故tA=tC<tB,B正确。
2.(2020·天津市六校联考期初检测)如图所示,光滑的水平面上静置质量为M=8 kg的平板小车,在小车左端加一个由零逐渐增大的水平推力F,一个大小不计、质量为m=2 kg的小物块放在小车右端,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长。重力加速度g取10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.当F增加到4 N时,m相对M开始运动
B.当F=10 N时,M对m有向右的2 N的摩擦力
C.当F=15 N时,m对M有向左的4 N的摩擦力
D.当F=30 N时,M对m有向右的6 N的摩擦力
解析:选B。假设小车和小物块刚好相对静止,对小物块m,其最大摩擦力f提供最大的加速度,故f=μmg=ma
所以a=μg=2 m/s2
对整体:F=(M+m)a=(8+2)×2 N=20 N
可知若要m相对于M开始运动,则推力满足F>20 N,故A错误;当F=10 N时,对整体:F=(M+m)a′,解得a′==1 m/s2,对m,受到的摩擦力提供加速度,有f′=ma′=2×1 N=2 N,方向向右,故B正确;同理,当F=15 N时,a″=1.5 m/s2,m受到的摩擦力f′=3 N,方向向右,故C错误;当F=30 N时,两者相对滑动,m受到滑动摩擦力作用,f=μmg=4 N,方向向右,故D错误。