Question

如圖所示，小車(chē)上有一豎直桿，總質(zhì)量為M，桿上套有一塊質(zhì)量為m的木塊，桿與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小車(chē)靜止時(shí)木塊可沿桿自由滑下．問(wèn)：必須對(duì)小車(chē)施加多大的水平力讓車(chē)在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊才能勻速下滑？

Answer 1

設(shè)小車(chē)的加速度為a．
對(duì)木塊：
  豎直方向：受到重力mg和滑動(dòng)摩擦力f，木塊勻速下滑時(shí)，則有  f=mg
  水平方向：受到桿的彈力N，則有 N=ma，
又f=μN(yùn)
聯(lián)立以上三式，得 a=

g

μ

對(duì)整體，根據(jù)牛頓第二定律得：
水平方向：F=（M+m）a
解得，F=

1

μ

(M+m)g
答：小車(chē)施加

1

μ

（M+m）g的水平力讓車(chē)在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊才能勻速下滑．