解:(1)對鐵塊,由牛頓第二定律得:
F-μ
2mg=ma
1對木板,由牛頓第二定律得,
μ
2mg-μ
1(M+m)g=Ma
2設(shè)木板的長度為L,經(jīng)時間t鐵塊運動到木板的左端,則
又s
鐵-s
木=L
解得L=0.5m.
(2)①當F≤μ
1(m+M)g=1N時,系統(tǒng)沒有被拉動,靜摩擦力與外力成正比,即
f=F.
②當F>μ
1(m+M)g=1N時,若M、m相對靜止,鐵塊與木板有相同的加速度a,則:
F-μ
1(m+M)g=(m+M)a
F-f=ma
解得F=2f-1
此時:f≤μ
2mg=2N,即F≤3N
所以當1N<F≤3N時,f=
③當F大于3N時,M、m發(fā)生相對滑動,此時鐵塊所受的摩擦力為f=μ
2mg=2N.
f-F的圖象如圖所示.
分析:(1)根據(jù)牛頓第二定律分別求出鐵塊和木板的加速度,抓住兩者的位移之差等于木板的長度,通過勻變速直線運動的位移時間公式進行求解.
(2)鐵塊和木板之間的最大靜摩擦力為2N,木板與地面間的最大靜摩擦力為1N,當拉力小于1N,時,系統(tǒng)不動,鐵塊所受的摩擦力為靜摩擦力,根據(jù)平衡求出靜摩擦力的大。斃Υ笥1N小于某一值時,M、m系統(tǒng)具有相同的加速度,此時的摩擦力仍然為靜摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律求出靜摩擦力的大小,當F大于某一值時,M與m發(fā)生相對滑動,此時的摩擦力為滑動摩擦力,根據(jù)滑動摩擦力的大小公式求出滑動摩擦力的大小.
點評:解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析,運用牛頓第二定律進行求解.