Question

15．如圖所示，一木箱靜止在水平面上．若在水平推力F₁=30N的作用下，木箱恰好能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．如果改為F₂=60N的水平拉力作用，它從靜止開始2s內(nèi)移動(dòng)距離4m．則該木箱的質(zhì)量為多少？它與地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 在拉力F₁作用下，木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可求得摩擦力；由位移公式求得用F₂的水平拉力作用于木箱時(shí)的加速度，然后由牛頓第二定律即可求出木箱的質(zhì)量，由摩擦力的公式即可求出動(dòng)摩擦因數(shù)．

解答 解：木箱做勻速運(yùn)動(dòng)，所以受力平衡，地板對木箱的滑動(dòng)摩擦力：
f=F₁=30N 
木箱在F₂作用時(shí)，從靜止開始2s內(nèi)移動(dòng)距離4m，由x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
得：a=$\frac{2x}{{t}^{2}}=\frac{2×4}{{2}^{2}}=2m/{s}^{2}$
根據(jù)牛頓第二定律 F₂-f=ma₁
解得m=15kg
木箱受到的摩擦力：f=μmg
所以：$μ=\frac{f}{mg}=\frac{30}{15×10}=0.2$
答：該木箱的質(zhì)量為15kg，它與地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2．

點(diǎn)評 本題為牛頓第二定律的應(yīng)用之一，由受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，牛頓第二定律為解決問題的橋梁．