Question

【題目】如圖所示，質量為M=4kg的木板靜止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一個質量m=1kg大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板之間的摩擦因數μ=0.4，在鐵塊上加一個水平向左的恒力F=8N，鐵塊在長L=6m的木板上滑動。取g=10m/s2。求：

（1）經過多長時間鐵塊運動到木板的左端．

（2）在鐵塊到達木板左端的過程中，恒力F對鐵塊所做的功．

Answer 1

【答案】（1）2s（2）64J

【解析】試題分析：（1）由牛頓第二定律要分別求得兩物體的加速度，則由位移公式可求得兩物體位移的表達式，由兩位移間的關系可求得時間；

（2）求得鐵塊的位移，由功的公式可求得恒力所做的功；

解：（1）鐵塊與木板間的滑動摩擦力f=μmg=4N

鐵塊的加速度a1=；

木板的加速度a2=m/s2；

鐵塊滑到木板左端的時間為t，則a1t2﹣a2t2=L

代入數據解得：t=2s

（2）鐵塊位移s1=a1t2=×4×22=8m

恒力F做的功W=Fs1=8×8J=64J

答：（1）經過2s時間鐵塊運動到木板的左端．

（2）在鐵塊到達木板左端的過程中，恒力F對鐵塊所做的功是64J．