Question

12．有一個(gè)木箱重600N，靜止放在水平地面上，工人沿水平方向向左推木箱，己知木箱與地面的最大靜摩擦力為200N，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為u=0.3，求：
（1）當(dāng)推力F=150N時(shí)，木箱的加速度多大？
（2）當(dāng)木箱向左作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要多大的推力？
（3）當(dāng)推力F=300N時(shí)，木箱前進(jìn)16米時(shí)用時(shí)多長呢？

Answer 1

分析 （1）先分析木箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．已知木箱與地面的最大靜摩擦力為200N，當(dāng)水平推力小于等于最大靜摩擦力時(shí)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．
（2）當(dāng)木箱向左作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)平衡條件求解推力．
（3）當(dāng)木箱加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求得加速度，再由位移公式求時(shí)間．

解答 解：（1）木箱與地面的最大靜摩擦力為200N，推力F=150N小于最大靜摩擦力，則木箱仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，加速度為0．
（2）當(dāng)木箱向左作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)平衡條件得，推力 F′=f=μG=0.3×600N=180N．
（2）木箱向左作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到水平向右的滑動(dòng)摩擦力，大小為f=μN(yùn)=μG=0.3×600N=180N
（3）當(dāng)推力F=300N時(shí)，大于最大靜摩擦力，木箱做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有 F-f=ma
解得 a=2m/s²．
由x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得 t=$\sqrt{\frac{2x}{a}}$=$\sqrt{\frac{2×16}{2}}$=4s
答：
（1）當(dāng)推力F=150N時(shí)，木箱的加速度為0．
（2）當(dāng)木箱向左作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要180N的推力．
（3）當(dāng)推力F=300N時(shí)，木箱前進(jìn)16米時(shí)用時(shí)4s．

點(diǎn)評 本題要注意分析木箱的狀態(tài)，正確區(qū)分靜摩擦還是滑動(dòng)摩擦．根據(jù)外力與最大靜摩擦力的關(guān)系判斷物體能否被推動(dòng)．