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如圖所示，質量M=1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數μ₁=0.1，在木板的左端放置一個質量m=1kg、大小可忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數μ₂=0.4，g取10m/s²，試求：

（1）若木板長L=1m，在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N，經過多長時間鐵塊運動到木塊的右端？
（2）若在鐵塊右端施加一個從零開始連續增大的水平向右的力F，假設木板足夠長，在圖中畫出鐵塊受到木板的摩擦力f₂隨拉力F大小的變化而變化的圖象．

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如圖所示，質量M=1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數μ₁=0.1，在木板的左端放置一個質量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數μ₂=0.4，取g=10m/s²，試求：
（1）若木板長L=1m，在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N，經過多長時間鐵塊運動到木板的右端？
（2）在鐵塊上加一個水平向右多大范圍的力時，鐵塊和木板間存在相對運動？
（3）若在鐵塊上的右端施加一個大小從零開始連續增加的水平向右的力F，通過分析和計算，寫出鐵塊受到木板的摩擦力f₂與拉力F大小的關系式．（設木板足夠長）

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如圖所示，質量M=1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數μ₁=0.1，在木板的左端放置一個質量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數μ₂=0.4，取g=10m/s²，試求：
（1）若木板長L=1m，在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N，經過多長時間鐵塊運動到木板的右端？
（2）鐵塊從木板右端落下后，木板經過多長時間停止運動？
（3）整個過程中木板發生的位移大小是多少？

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如圖所示，質量M = 1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數μ₁=0.1，在木板的左端放置一個質量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數μ₂=0.4，取g=10m/s²，試求：

（1）若木板長L=1m，在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N，經過多長時間鐵塊運動到木板的右端？

（2）若在木板（足夠長）的右端施加一個大小從零開始連續增加的水平向左的力F，請在圖中畫出鐵塊受到的摩擦力f隨拉力F大小變化的圖像．

 

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1．C  2．B  3．D  4．C  5．A  6．C D  7．C D  8．A D  9．ABC

10．（10分）（1）（6分）10.501（10.500-10.502）   10.155  （2）（4分） A C

11．（1）3.0(2.6―3.4)                 （2分） 

（2）如圖所示（2分）    a＝1/(2m) （2分） 

（3）實驗前未平衡摩擦力           （2分）

（4）砂和砂桶質量、木塊的質量、以及對應的加  速度      偏大（4分）

12．（12分）解析：（1）第一秒內的位移：s₁=gt₁²     （t₁=1s）                         …………2分

前2s內的位移：s₂=gt₂²  （t₂=2s）…………2分

=15m/s                 …………2分

（2）最后兩秒內的平均速度

=15m/s…………2分

根據平均速度等于中間時刻的速度，設小球下落的總時間為t，可得

=g（t-1）                                           …………2分

下落高度h=gt²                                       …………1分

解得：h=31.25m                                        …………1分

13．（12分）解析：（1）整體法分析有：2F_N=（M+2m）g    …………3分

即F_N=M g+mg                                       …………1分

由牛頓第三定律得：小環對桿的壓力F_N^‘=M g+mg        …………2分

（2）研究M得  2F_Tcos30⁰=Mg                          …………2分

臨界狀態，此時小環受到的靜摩擦力達到最大值，則有

2F_Tsin30⁰=μF_N                                          …………2分

解得：動摩擦因數μ至少為  μ=               …………2分

14．（12分）解析：（1）F₂cos30⁰=mg                      …………2分

2 F₁ cos60⁰ =F₂sin30⁰                                    …………2分

解得：F₁=                                      …………1分

F₂=                                           …………1分

（2）當F與CO垂直時，F最小，即F=mgsin30⁰           …………3分

F_最小=mg                                             …………3分

15．（15分）（1）設經過時間t，甲追上乙，則根據題意有vt－vt/2＝13.5m  2分

將v＝9m/s代入得到：t＝3s，                             …………1分

又 v＝at                                                …………1分

解得：a＝3m/s²                                          …………1分

在追上乙的時候，乙走的距離為s

則：s＝at²/2                                             …………1分

代入數據得到s＝13.5m                                   …………1分

所以乙離接力區末端的距離為∆s＝20m－13.5m＝6.5m         …………1分

（2）由題意可知，乙的加速度越大，在完成交接棒時走過的距離越長．當在接力區的邊緣完成交接棒時，乙的加速度最大                         …………2分

設乙的加速度為a₂

運動的時間t=                                     …………1分

乙加速的時間t₁=                                     …………1分

L=a₂t₁²+v_乙（t- t₁）                                     …………2分

a₂=m/s²=2.67 m/s²                                      …………1分

16．（16分）（1）研究木塊m

F-μ₂mg=ma₁                                             …………2分

研究木板M

μ₂mg-μ₁（mg+Mg）=Ma₂                                  …………2分

L=a₁t²-a₂t²                                          …………2分

解得：t=1s                                              …………2分

（2）當F≤μ₁（mg+Mg）時，f=0N                          …………2分

當μ₁（mg+Mg）<F≤10N時，M、m相對靜止

則有：F-μ₁（mg+Mg）=（m+M）a

f=ma

即：f=-1（N）                                       …………2分

當10N <F時，m相對M滑動，此時摩擦力f=μ₂mg=4N       …………2分

                                …………2分