Question

【题目】如图,小车质量M=2.0kg,与水平地面的摩擦阻力忽略不计,物体质量m=0.50kg,物体与小车间的动摩擦因数为0.3．小车在水平向右的拉力作用下由静止开始向右加速运动，求：

(1)为使小车和物体一起向右做匀加速运动，水平拉力

不能超过多少？

(2)小车在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右运动，物体受摩擦力多大？水平拉力多大？

(3)欲使小车产生a=3.5m/s2的加速度，需给小车提供多大的水平推力？

Answer 1

【答案】（1）7.5N（2）3N（3）8.5N

【解析】（1）物体与小车间的滑动摩擦力：Ff=μmg=0.3×0.50×10N=1.5N，

当m与M刚好发生相对滑动时水平拉力达到最大，由牛顿第二定律得，对物体m，则有：μmg=mam，解得：am=3m/s2．

对整体，则有：Fm=（M+m）am=（2.0+0.50）×3N=7.5N．

（2）当小车在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右运动，物体m与小车M无相对滑动，此时物体受水平向右的静摩擦力作用，由牛顿第二定律得，对于物体m，则有：f=ma1=0.50×1.2N=0.6N，

对于小车M，则有：F1-f=Ma1，代入数据可解得：F1=3N．

（3）欲使小车产生a=3.5m/s2向右的加速度，此时物体m与小车M发生相对滑动，

由牛顿第二定律得，对小车M，则有：F2-μmg=Ma2，

代入数据可解得：F2=8.5N．