Question

【題目】如圖所示，在光滑水平地面上有一條質(zhì)量M＝2kg的長木板，木板長度L＝2m。在木板右端上放置一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的物塊，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，物塊與木板處于靜止?fàn)顟B(tài)。物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g＝10m/s2.求:

(1)在木板上至少施加多大的水平外力F1，物塊能相對(duì)木板滑動(dòng)；

(2)在木板上施加一個(gè)大小為8N的向右的水平外力F2后，物塊在木板上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.

Answer 1

【答案】（1）6 N（2）2 s

【解析】

(1)分析上板面和下板面的最大靜摩擦力，然后根據(jù)兩者大小關(guān)系得到木板滑動(dòng)的F取值；

(2)在拉力作用下，根據(jù)牛頓第二定律求得各自的加速度，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得在拉力作用下通過的位移和時(shí)間.

(1)對(duì)整體由牛頓第二定律:F1= (M+m)a

對(duì)于物塊由牛頓第二定律:Ff =ma

且恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)：Ff = μmg

解得F1=6N

(2)對(duì)物塊，由牛頓第二定律μmg=ma1

解得:a1=2m/s2

對(duì)木板，由牛頓第二定律F2-μmg=Ma2

解得:a2=3 m/s2

物塊位移:

木板位移:

物塊在木板上的運(yùn)動(dòng)過程有x1-x2=L

解得t=2s