Question

如图所示，有一长度为x=1.0m、质量为M=10Kg的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车的左端放置一质量为m=4.0Kg的小物块，物块与小车之间的动摩擦因数为μ=0.25，要使物块在t=2.0s内运动到小车的右端，则施加在小物块上的水平向右的拉力大小应为多少？（g=10m/s²）

Answer 1

小车和物块的运动情况如图所示，在物块运动到小车右端的过程中，
小车发生的位移为x₁，物块发生的位移为x₂，取向右为正，
以小车为研究对象，由牛顿第二定律得：
μmg=Ma₁①
由匀变速运动的公式得：
x1=

1

2

a1t2②
以物块为研究对象，由牛顿第二定律得：
F-μmg=ma₂③
由匀变速运动的公式得：
x2=

1

2

a2t2④
由题意得：
x₂-x₁=x⑤
由①②③④⑤带入数据得：F=16N
答：施加在小物块上的水平向右的拉力大小应为16N．