Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=2.0kg的薄木板靜止在水平桌面上，薄木板上放有質(zhì)量m=1.0kg的小鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），它離木板左端的距離為L=0.25m，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．現(xiàn)用一水平向右的拉力作用在木板上，使木板和鐵塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2．

(1)若桌面光滑，拉力大小恒為F1=4.8N，求小鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小；

(2)若木板以4.0m/s2的加速度從鐵塊下抽出，求抽出過程所經(jīng)歷的時(shí)間t；

(3)若桌面與薄木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為μ，則拉力F2的大小滿足什么條件才能將木板從鐵塊下抽出？

Answer 1

【答案】(1)a=1.6m/s2 (2) t=0.5s (3)F2>12N

【解析】試題分析：對(duì)整體根據(jù)牛頓第二定律求出小鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小；木板從鐵塊下面抽出位移滿足條件，即可求得抽出過程所經(jīng)歷的時(shí)間；木板從鐵塊下抽出條件： ，結(jié)合牛頓第二定律即可求出F2的大小滿足的條件。

（1）小鐵塊的最大靜摩擦力：

小鐵塊最大加速度為：

假設(shè)小鐵塊相對(duì)木板靜止，根據(jù)牛頓第二定律：

所以小鐵塊不會(huì)相對(duì)長(zhǎng)木板滑動(dòng)，小鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小：

（2）木板和鐵塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)小鐵塊，根據(jù)牛頓第二定律，有

解得：

根據(jù)位移關(guān)系：

即：

代入數(shù)據(jù)解得：t=0.5s

（3）對(duì)木板隔離分析有：

木板從鐵塊下抽出條件：

代入數(shù)據(jù)得：

解得：