Question

如图所示，水平圆盘可绕通过圆心的竖直轴转动，盘上放两个小物体P和Q，它们的质量相同，与圆盘的最大静摩擦力都是，两物体中间用一根细线连接，细线过圆心，P离圆心距离为r₁，Q离圆心距离为r₂，且r₁＜r₂，两物体随盘一起以角速度ω匀速转动，在ω的取值范围内P和Q始终相对圆盘无滑动，则（　　）

A. ω无论取何值，P、Q所受摩擦力都指向圆心

B. ω取不同值时，Q所受静摩擦力始终指向圆心，而P所受摩擦力可能指向圆心，也可能背离圆心

C. ω取不同值时，P所受静摩擦力始终指向圆心，而Q所受静摩擦力都指向圆心，也可能背离圆心

D. ω取不同值时，P和Q所受静摩擦力都有可能指向圆心，也都有可能背离圆心

Answer

B

【解析】根据圆周运动公式：μmg=mrω2，可得：，Q的半径大，可知Q先达到最大静摩擦力。当角速度增大，绳子出现张力，Q靠张力和静摩擦力的合力提供向心力，P也靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，绳子的拉力逐渐增大，P所受的静摩擦力先减小后反向增大，当反向增大到最大值，角速度再增大，P、Q与圆盘发生相对滑动，所以Q所受的静摩擦力方向始终指向圆心，P所受的静摩擦力方向先指向圆心，然后背离圆心，故B正确，ACD错误。