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，现对木块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，需对木板施加的水平拉力为多大?

（2）若木板上表面粗糙，物体与薄木板间的动摩擦因数为0．3，若拉力F=6N，求物体对薄木板的摩擦力大小和方向？

（3）若木板上表面粗糙，物体与薄木板间的动摩擦因数为0．3，若拉力F=15N，物体所能获得的最大速度。

Answer 1

【答案】（1）6N（2）1．5N（3）12m/s

【解析】

试题分析：（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）当木块相对于木板滑动时，对木块，由牛顿第二定律得：，

解得：，

木块相对于木板恰好滑动时，由牛顿第二定律得：

拉力：，

拉力为6N时，木块相对于木板静止，由牛顿第二定律得：，

解得：；

对物块，由牛顿第二定律得：，方向：水平向右；

（3）拉力F=15N＞F0，木块相对于木块滑动，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；