4.如图所示,质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ.当滑块从A滑到B的过程中,受到的摩擦力的最大值为F,则( )
A.F=μmg
B.F<μmg
C.F>μmg
D.无法确定F与μmg的大小关系
解析:选C.滑块下滑,到达水平面之前做圆周运动,在圆轨道的最低点,弹力大于重力,故摩擦力的最大值F>μmg.
5.未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形"旋转舱",如图所示.当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力.为达到上述目的,下列说法正确的是( )
A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大
B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小
C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大
D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小
解析:选B.旋转舱对宇航员的支持力提供宇航员做圆周运动的向心力,即mg=mω2r,解得ω= ,即旋转舱的半径越大,角速度越小,而且与宇航员的质量无关,选项B正确.
6.如图所示,水平转盘上放有一质量为m的物体(可视为质点),连接物体和转轴的绳子长为r,物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍,转盘的角速度由零逐渐增大,求:
(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度.
(2)当角速度为 时,绳子对物体拉力的大小.
解析:(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时,绳子拉力为零时转速达到最大,设此时转盘转动的角速度为ω0,则μmg=mωr,得ω0= .
(2)当ω=时,ω>ω0,所以绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力,此时,F+μmg=mω2r
即F+μmg=m··r,