Question

質(zhì)量為M=2.5kg的一只長方體形鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速運(yùn)動(dòng)，鐵箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ₁=0.50．這時(shí)鐵箱內(nèi)一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的木塊恰好能靜止在后壁上（如圖所示），木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ₂=0.25．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g=10m/s²．求：
（1）木塊對(duì)鐵箱的壓力；

（2）水平拉力F的大小．

Answer 1

解：（1）對(duì)木塊：在豎直方向：由相對(duì)靜止得 mg=F_f=μ₂F_N
∴F_N===20N
由牛頓第三定律得木塊對(duì)鐵箱的壓力F_N′=-F_N=-20N方向水平向左．
（2）對(duì)木塊：在水平方向：F_N=ma∴a==40m/s²
對(duì)鐵箱和木塊整體：F-μ₁（M+m）g=（M+m）a
故水平拉力F=（M+m）（a+μ₁g）=135N
答：（1）木塊對(duì)鐵箱的壓力為20N；
（2）水平拉力F的大小為135N．
分析：（1）木塊在豎直方向受力平衡，重力等于滑動(dòng)摩擦力，列式即可求得壓力；
（2）對(duì)木塊運(yùn)用牛頓第二定律求出加速度，再對(duì)鐵箱和木塊整體運(yùn)用牛頓第二定律即可求解．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了牛頓第二定律的直接應(yīng)用，同時(shí)注意整理法和隔離法在題目中的應(yīng)用，難度適中．