Question

【題目】如圖,小車(chē)質(zhì)量M=2.0kg,與水平地面的摩擦阻力忽略不計(jì),物體質(zhì)量m=0.50kg,物體與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3．小車(chē)在水平向右的拉力作用下由靜止開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)，求：

(1)為使小車(chē)和物體一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，水平拉力

不能超過(guò)多少？

(2)小車(chē)在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)，物體受摩擦力多大？水平拉力多大？

(3)欲使小車(chē)產(chǎn)生a=3.5m/s2的加速度，需給小車(chē)提供多大的水平推力？

Answer 1

【答案】（1）7.5N（2）3N（3）8.5N

【解析】（1）物體與小車(chē)間的滑動(dòng)摩擦力：Ff=μmg=0.3×0.50×10N=1.5N，

當(dāng)m與M剛好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)水平拉力達(dá)到最大，由牛頓第二定律得，對(duì)物體m，則有：μmg=mam，解得：am=3m/s2．

對(duì)整體，則有：Fm=（M+m）am=（2.0+0.50）×3N=7.5N．

（2）當(dāng)小車(chē)在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)，物體m與小車(chē)M無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)物體受水平向右的靜摩擦力作用，由牛頓第二定律得，對(duì)于物體m，則有：f=ma1=0.50×1.2N=0.6N，

對(duì)于小車(chē)M，則有：F1-f=Ma1，代入數(shù)據(jù)可解得：F1=3N．

（3）欲使小車(chē)產(chǎn)生a=3.5m/s2向右的加速度，此時(shí)物體m與小車(chē)M發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，

由牛頓第二定律得，對(duì)小車(chē)M，則有：F2-μmg=Ma2，

代入數(shù)據(jù)可解得：F2=8.5N．