Question

3．如圖所示，質量m₁=1kg、m₂=2kg的兩物體之間以及m₂與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為μ₁=0.3和μ₂=0.1，重力加速度g=10m/s²，求以下兩種情況下兩物體的加速度大小，并判斷兩物體之間的摩擦力是靜摩擦力還是動摩擦力．
（1）當施加在m₂上的拉力F為5N時．
（2）當施加在m₂上的拉力為15N時．

Answer 1

分析 首先對物體m₁，受力分析，依據(jù)牛頓第二定律，求出最大加速度，再根據(jù)拉力F的大小不同，從而確定兩物體間是靜摩擦力，還是滑動摩擦力，并求出各自的加速度大小．

解答 解：對物體m₁分析，最大加速度為a_1max=$\frac{{μ}_{1}{m}_{1}g}{{m}_{1}}$=0.3×10=3m/s²；
（1）當施加在m₂上的拉力F為5N時，整體分析，依據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)-f=（m₁+m₂）a₁；
解得：a₁=$\frac{5-0.1×3×10}{1+2}$=$\frac{2}{3}$m/s²＜3m/s²；
因此物體之存在靜摩擦力；
（2）當施加在m₂上的拉力為15N時，則物體m₁相對物體m₂滑動，
對物體m₂受力分析，則有：a₂=$\frac{F-{μ}_{1}{m}_{1}g-{μ}_{2}（{m}_{1}+{m}_{2}）g}{{m}_{2}}$=$\frac{15-0.3×10-0.1×30}{2}$=4.5m/s²；
答：（1）當施加在m₂上的拉力F為5N時，加速度大小均為$\frac{2}{3}$m/s²，之間存在靜摩擦力．
（2）當施加在m₂上的拉力為15N時，物體m₁的加速度大小為3m/s²；而物體m₂的加速度大小為4.5m/s²；物體之間存在滑動摩擦力．

點評 考查靜摩擦力與滑動摩擦力的確定，掌握牛頓第二定律的應用，注意物體1的最大加速度多少，是解題的突破口，同時掌握整體法與隔離法的方法．