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如图所示,车厢水平底板上放置质量为M的物块,物块上固定竖直轻杆。质量为m的球用细线系在杆上O点。当车厢在水平面上沿直线做匀变速运动时,球和物块相对车厢静止,细线偏离竖直方向的角度为θ,

物理试题 01-15
如图所示,车厢水平底板上放置质量为M的物块,物块上固定竖直轻杆。质量为m的球用细线系在杆上O点。当车厢在水平面上沿直线做匀变速运动时,球和物块相对车厢静止,细线偏离竖直方向的角度为θ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则可以断定(  )
 
A. 车厢向右运动
B. 细线拉力为
C. 物块对车厢的摩擦力大小为Mgtanθ
D. 车厢底面与物块之间的滑动摩擦系数至少为tanθ
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.小球受重力和拉力作用,由图可知,其合力方向水平向右,故车厢有向右的加速度,但运动方向不一定向右,故A错误;
B.由小球受力可知,细线拉力为

故B错误;
C.根据牛顿第二定律,由小球受力可知

解得,以物块和球的整体为研究对象,所受的合力为水平的摩擦力,故

由牛顿第三定律,物块对车厢的摩擦力大小为(M+mgtanθ,故C错误;
D.要使物块相对车厢静止,则物块受到的摩擦力要小于等于最大静摩擦力,又最大静摩擦力等于滑动摩擦力,故

解得

即车厢底面与物块之间的滑动摩擦系数至少为tanθ,故D正确。
故选D。
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