Question

如图所示，质量M = 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4，取g=10m/s2，试求：

（1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？

（2）若在木板（足够长）的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F，请在图中画出铁块受到的摩擦力f随拉力F大小变化的图像．

Answer 1

【答案】t=1s        如图

【解析】

（1）研究木块m

由牛顿第二定律F-μ2mg=ma1

研究木板M

由牛顿第二定律μ2mg-μ1（mg+Mg）=Ma2

L=a1t2-a2t2

解得：t=1s

（2）当F≤μ1（mg+Mg）时，f=0N

当μ1（mg+Mg）<F≤10N时，M、m相对静止

则有：F-μ1（mg+Mg）=（m+M）a

f=ma

即：f=-1（N）

当10N<F时，m相对M滑动，此时摩擦力f=μ2mg=4N

【考点】牛顿第二定律