Question

【题目】如图所示，长L=8m，质量M=3kg的薄木板静止放在光滑水平面上，质量m=1kg的小物体放在木板的右端，现对木板施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s2，求：

（1）若薄木板上表面光滑，欲使薄木板以2 m/s2的加速度向右运动，需对木板施加多大的水平拉力；

（2）若木板上表面粗糙，小物体与薄木板间的动摩擦因数为0.3，当小物体与薄木板发生相对滑动时，求小物块加速度的大小和方向；

（3）若木板上表面粗糙，小物块与薄木板间的动摩擦因数为0.3，若拉力F=15N，小物块所能获得的最大速度．

Answer 1

【答案】(1) 拉力大小为6N;(2) ,方向：水平向右;(3) 木块获得的最大速度为12m/s

【解析】

（1）薄木板上表面光滑，木板受到的合外力为拉力，由牛顿第二定律得：，

则拉力大小为6N；

（2）当小物块相对于木板滑动时，对木块，由牛顿第二定律得：，

解得：，方向水平向右；

（3）小物块相对于木板恰好滑动时，由牛顿第二定律得：

拉力：，

拉力F=15N＞F0，小物块相对于木块滑动，

对木板，由牛顿第二定律得：，

解得：

木块位移：，

木板位移：，

木块从木板上滑下时有：，

此时木块的速度：，

解得：，则木块获得的最大速度为12m/s