3.如图所示,水平放置的转盘以一定角速度做匀速圆周运动,放在转盘上的小物体跟着转盘一起做匀速圆周运动,与圆盘保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A. 物体处在平衡状态
B. 物体受到四个力的作用
C. 在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,物块越容易脱离圆盘
D. 在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越不容易脱离圆盘
【答案】C
【解析】
【分析】
物体和圆盘一起做圆周运动,受重力、支持力和静摩擦力作用,静摩擦力提供向心力。
【详解】物体有向心加速度,不是平衡态,故A错误;隔离物体分析,该物体做匀速圆周运动:受重力G,向上的支持力N和摩擦力作用,重力与支持力二力平衡,静摩擦力提供向心力。故B错误,根据向心力公式F=mrω2可知,当ω一定时,半径越大,所需的向心力越大,越容易脱离圆盘,故C正确;根据向心力公式F=mr()2可知,当物块到转轴距离一定时,周期越小,所需向心力越大,越容易脱离圆盘,故D错误;故选C。
【点睛】要注意物体做匀速圆周运动,合力提供向心力,指向圆心,而不能把匀速圆周运动当成平衡状态,向心力是效果力,由合力提供,不能重复受力。
4.某段高速公路对载重货车设定的允许速度范围为50~80 km/h,而上坡时若货车达不到最小允许速度50 km/h,则必须走"爬坡车道"来避免危险,如图所示。某质量为4.0×104 kg的载重货车,保持额定功率200 kW在"爬坡车道"上行驶,每前进1 km,上升0.04 km,汽车所受的阻力(摩擦阻力与空气阻力)为车重的0.01倍,g取10 m/s2,爬坡车道足够长,则货车匀速上坡的过程中( )
A. 牵引力等于2×104 N