Question

如圖所示，質(zhì)量M＝1 kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ₁＝0.1，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m＝1 kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ₂＝0.4，設(shè)木板足夠長(zhǎng)，若對(duì)鐵塊施加一個(gè)大小從零開(kāi)始連續(xù)增加的水平向右的力F，已知最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取g＝10 m/s²，則下面四個(gè)圖中能正確反映鐵塊受到木板的摩擦力大小f隨力F大小變化的是(　　)

Answer 1

C　本題結(jié)合圖形考查受力分析和牛頓第二定律，意在考查考生的推理能力和綜合分析能力．摩擦力f的最大值為μ₂mg＝4 N，木板與地面間的摩擦力的最大值為μ₁(M＋m)g＝2 N．當(dāng)F≤2 N時(shí)，木板和鐵塊相對(duì)地面靜止，f＝F；當(dāng)F>2 N，并且木板和鐵塊一起相對(duì)地面加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)此時(shí)系統(tǒng)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)整體F－μ₁(M＋m)g＝(M＋m)a，對(duì)鐵塊F－f＝ma，可得f＝＋1 N，從此關(guān)系式可以看出，當(dāng)F＝6 N時(shí)，f達(dá)到最大靜摩擦力，由此可以得出當(dāng)F>6 N時(shí)，木板和鐵塊就不能一起相對(duì)地面加速運(yùn)動(dòng)，而是分別加速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)不論F多大，f均為4 N，由此知C正確．