Question

【题目】如图所示，将小砝码置于水平桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的质量分别为m1和m2 ， 各接触面间的动摩擦因数均为μ．重力加速度为g．要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小的取值范围．

Answer 1

【答案】解：对纸板分析，当纸板相对砝码运动时，所受的摩擦力f1=μ（m1+m2）g+μm1g，故A错误．

设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，

则有：f1=m1a1，F﹣f1﹣f2=m2a2

发生相对运动需要a2＞a1

砝码对纸板的摩擦力：f1=μm1g

桌面对纸板的摩擦力：f2=μ（m1+m2）g

代入数据解得：F＞2μ（m1+m2）g，

答：所需拉力的大小应大于2μ（m1+m2）g．

【解析】应用摩擦力公式求出纸板与砝码受到的摩擦力，然后求出摩擦力大小．根据牛顿第二定律求出加速度，要使纸板相对于砝码运动，纸板的加速度应大于砝码的加速度，然后求出拉力的最小值．
【考点精析】通过灵活运用滑动摩擦力和静摩擦力，掌握滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算，其中FN 是物体的正压力，不一定等于物体的重力，甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解；静摩擦力:静摩擦力大小可在0与fmax 之间变化，一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解即可以解答此题．