Question

【題目】如圖甲所示，質量M=1kg的薄木板靜止在水平面上，質量m=1kg的鐵塊靜止在木板的右端，可視為質點。木板與水平面間、鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ1、μ2�，F(xiàn)給鐵塊施加一個水平向左的力F。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10m/s2。

（1）若力F從零開始逐漸增加，且鐵塊始終在木板上沒有掉下來，鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象如圖乙所示，求動摩擦因數(shù)μ1和μ2；

（2）承接上問，分別在F=2N和4N時，求出木板與鐵塊的加速度大小；

（3）在第（1）問的基礎上，若力F為恒力4N，作用1s后撤去F，最終發(fā)現(xiàn)鐵塊恰好能運動到木板的左端，求木板的長度L（結果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】（1）0.05；0.2（2）1m/s2 ；2m/s2（3）0.67m

【解析】

牛頓運動定律的應用，整體法隔離法。

（1）由圖像可知

當時，木板與鐵塊靜止不動，即當時木板與地面間為最大靜摩擦

對整體：

解得：

當時，木板與鐵塊一起滑動，即當鐵塊受到的摩擦力為最大靜摩擦

解得：

當時，木板與鐵塊分開滑動

（2）當時，對整體：

解得：

當時，對m：

解得：

對M：

解得：

（3）撤去F后，對m：

解得：

共速時有：

解得：

因為，所以共速后一起勻減速運動。

解得：

。