Question

【題目】如圖所示，質量M=2.0kg的木板靜止在光滑水平桌面上,木板上放有一質量m=1.0kg的小鐵塊(可視為質點),它離木板左端的距離為L=1m,鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2。現(xiàn)用一水平向右的拉力F作用在木板上,使木板和鐵塊由靜止開始運動,設木板與鐵塊間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2求:

(1)當拉力為3N時,鐵塊受到的摩擦力大小；

(2)若要鐵塊相對木板靜止,求拉力的最大值；

(3)當拉力為8N時,作用1s后撤去拉力。判斷鐵塊能否從木板上滑落,若不能,求鐵塊靜止在木板上的位置。

Answer 1

【答案】（1） （2）F2=6N （3）

【解析】

根據題意可知考查滑塊滑板模型，靈活選擇研究對象，由牛頓第二定律和運動學公式計算可得。

對整體由牛頓第二定律得

由牛頓第二定律得鐵塊受到的摩擦力

解得:

鐵塊受到的最大靜摩擦力:

由牛頓第二定律得鐵塊的最大加速度:

對整體由牛頓第二定律得:

解得: F2=6N

當拉力為8N時，對木板由牛頓第二定律得:

解得: a3=3m/s2

力作用1s末，對鐵塊:

速度

位移

對木板的速度

位移

撤去拉力，對木板由牛頓第二定律得

解得

設經過時間二者達到共同速度v3，則有:

解得

此過程鐵塊位移

木板位移

所以鐵塊最終靜止在木板上距離木板左端