Question

商场工作人员拉着质量m=20kg的木箱沿水平地面运动。若用F₁=100N的水平力拉木箱，木箱恰好做匀速直线运动；现改用F₂=150N、与水平方向成53°斜向上的拉力作用于静止的木箱上，如图所示。已知sin53°=0.80，cos53°=0.60，取重力加速度g=10m/s²。求：
（1）木箱与地面之间的动摩擦因数；
（2）F₂作用在木箱上时，木箱运动的加速度大小；
（3）F₂作用在木箱上4.0s时间内木箱移动的距离。

Answer 1

解：（1）由于木箱在水平拉力下匀速运动，根据牛顿第二定律
F₁－μmg＝0
解得μ＝＝0.5
（2）受力分析图（“略”）
将F₂沿着水平与竖直方向分解，F₂沿水平和竖直方向的分量分别为
F_2x = F₂cos53°，F_2y = F₂sin53°
木箱受到水平地面的支持力F_N＝mg－F_2y
根据牛顿第二定律F_2x－μF_N＝ma
解得木箱运动的加速度大小a＝2.5 m/s²
（3）根据运动学公式，木箱的位移＝20m