Question

如圖所示，光滑水平面上放著長L=2m，質(zhì)量為M=4.5kg的木板（厚度不計(jì)），一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小物體放在木板的最右端，m和M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，開始均靜止．今對(duì)木板施加一水平向右的恒定拉力F，（g取10m/s²）求：
（1）為使小物體不從木板上掉下，F(xiàn)不能超過多少．
（2）如果拉力F=10N，小物體能獲得的最大速度．

Answer 1

（1）物塊隨木板運(yùn)動(dòng)的最大加速度為a
對(duì)小物體由牛頓第二定律：umg=ma
對(duì)整體由牛頓第二定律得：F_m=（M+m）a
解得：F_m=5.5N
（2）因施加的拉力F＞5.5N，故物塊相對(duì)木板相對(duì)滑動(dòng)，木板對(duì)地運(yùn)動(dòng)的加速度為a₁，
對(duì)木板由牛頓第二定律：F-umg=Ma₁
物塊在木板上相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，L=

1

2

a1t2-

1

2

at2
解得：t=2s
物塊脫離木板時(shí)的速度最大，v_m=at=2m/s
答：（1）為使小物體不從木板上掉下，F(xiàn)不能超過5.5N．
（2）小物體能獲得的最大速度為2m/s．