Question

【題目】將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗．若砝碼的質量為m1=0.1 kg，紙板的質量為m2=0.2 kg，砝碼和紙板間的動摩擦因數μ1=0.1，砝碼和桌面間及紙板與桌面間的動摩擦因數均為μ2=0.2。某次實驗時，紙板抽出后，砝碼剛好停在桌子邊緣，已知砝碼與紙板左端的距離d=0.08 m，砝碼到桌子右端的距離l=0.12 m，取g=10 m/s2。求：

（1）紙板所受摩擦力的大小；

（2）砝碼運動的時間；

（3）紙板所受拉力的大小。

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）紙板受上表面的摩擦力為：

紙板受到下表面的摩擦力為：

故紙板受到的摩擦力為：

（2）砝碼在紙板上加速時的加速度大小為a1，在桌面上減速時的加速度大小為a2，設脫離紙板時的速度為v，則：

其中，

解得：

故砝碼運動時間為：

（3）設紙板的加速度為a3，則：

解得：

又由牛頓第二定律知：

解得：