问题 问答题

如图,在水平的桌面上有一木板长0.5m,一端与桌边对齐,板的上表面与铁块的摩擦因数0.5,桌面与木板下表面的摩擦因数0.25,桌面和铁块的摩擦因数0.25,木板的质量1kg,在木板的中央放一小铁块,质量0.25kg,用水平力F拉木板.求

(1)拉力至少多大,铁块会与木板发生相对运动?

(2)拉力至少是多大,铁块不会从桌上落下.

答案

(1)将板抽出时,铁块向右加速,加速度a11g=5m/s2

由牛顿第二定律,板的加速度:a2=

F-μ1Mg-μ2(M+m)g
M

为了能抽出木板必须有:a1>a2

解得:

F>9.375N

(2)铁块在木板上加速,落到桌面上减速到0

如果刚好到达桌面的边缘,则

 

L
2
=
μ1gt12
2
+
μ2gt22
2

μ1g t12g t2

解得t12=

1
30
s

板的抽出过程

 

at12
2
=
L
2
+
μ1gt12
2

解得a=20m/s2

由牛顿第二定律:

a=

F-μ1Mg-μ2(M+m)g
M

 解得:

F=24.375N

答:

(1)拉力至少为9.375N铁块会与木板发生相对运动

(2)拉力至少是24.375N铁块不会从桌上落下

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