Question

【题目】如图所示，在水平地面上有一个长L=3.0m，高h=0.8m的长方体木箱，其质量为M=1kg，与地面间的动摩擦因数μ0=0.3，在它的上表面的右端放有一质量为m=4kg的小铁块，开始时它们均静止，现对木箱施加一水平向右的恒力F=21N，重力加速度g=10m/s2，则

（1）若铁块与木箱间光滑，那么，经过多长时间铁块将从木箱上滑落？

（2）若铁块与木箱间的动摩擦因数μ=0.1，那么，铁块落地时与木箱左端的水平距离是多少？（保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】（1）1.0s（2）2.4m

【解析】（1）铁块在木箱上保持静止，对木箱进行受力分析，

根据牛顿第二定律

根据运动学公式

由以上各式解得t=1.0s

（2）铁块与木箱间有摩擦，假设铁块与木箱产生相对滑动

根据牛顿第二定律， ，

铁块的加速度为

木箱的加速度

由于，所以铁块在木箱上作匀加速运动，当铁块离开木箱时

铁块离开木箱时，铁块的速度，

铁块离开木箱时，木箱的速度

铁块离开木箱后做平抛运动，在竖直方向，在水平方向上

铁块离开木箱后的加速度为，根据牛顿第二定律，

位移

铁块落地时，两者相距的距离为

由以上各式解得x=2.4m