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如圖所示, 木板靜止于水平地面上, 在其最右端放一可視為質點的木塊. 已知木塊的質量m＝1 kg, 木板的質量M＝4 kg, 長L＝2.5 m, 上表面光滑, 下表面與地面之間的動摩擦因數μ＝0.2.現用水平恒力F＝20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:

（1）要使木塊能滑離木板, 水平恒力F作用的最短時間;

（2）如果其他條件不變, 假設木板的上表面也粗糙, 其上表面與木塊之間的動摩擦因數為μ1＝0.3, 欲使木板能從木塊的下方抽出, 需對木板施加的最小水平拉力；

 

【答案】

 （1）t=1s；（2） F＞25N

【解析】

試題分析: （1）木板受到的摩擦力：f=μ（M+m）g=10N．

由牛頓第二定律，木板的加速度：a＝=2.5m/s2

設作用t時間后撤去力F，由牛頓第二定律，木板的加速度為a′==-2.5m/s2

木板先做勻加速運動，后做勻減速運動，且a=-a′，故at2=L．

得：t=1s．

（2）設木塊的最大加速度為a1，木塊的最大加速度為a2，則

對木塊：f1=μ1mg=ma1．

對木板：F1-f1-μ（M+m）g=Ma2

木板從木塊的下方抽出的條件：a1> a2

解得：F1＞25N

考點： 牛頓第二定律

 

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

用兩個相同的足夠大的水平力F將100個完全相同的木塊夾在兩個相同的豎直木板之間，所有木塊都如圖所示保持靜止狀態(tài)，每個木塊的質量都為m，圖中所有的接觸面的動摩擦因素都為μ，則編號57和58號木塊之間的摩擦力的大小為：（木塊從左至右編號依次為1、2、3…98、99、100）（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，靜止在光滑水平面的木板B的質量M=2kg、長度L=2.0m．鐵塊A靜止于木板的右端，其質量m=1.0kg，與木板間的動摩擦因數μ=0.2，并可看作質點．現給木板B施加一個水平向右的恒定拉力F=8.0N，使木板從鐵塊下方抽出，試求：（取g=10m/s2）
（1）抽出木板所用的時間；
（2）抽出木板時，鐵塊和木板的速度大小各為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?福州模擬）如圖所示，靜止在光滑水平面的木板B的質量M=2.0kg．長度L=2.0m．鐵塊A靜止于木板的右端，其質量m=1.0kg，與木板間的動摩擦因數μ=0.2，并可看作質點．現給木板B施加一個水平向右的恒定拉力F=8.0N，使木板從鐵塊下方抽出，試求：（取g=10m/s2）
（1）抽出木板所用的時間；
（2）抽出木板時，鐵塊和木板的速度大�。�
（3）抽木板過程中克服摩擦使系統(tǒng)增加的內能．

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科目：高中物理 來源：2013屆湖南省望城一中、長沙縣實驗中學高三10月聯考物理試卷（帶解析） 題型：計算題

(12分)如圖所示, 木板靜止于水平地面上, 在其最右端放一可視為質點的木塊. 已知木塊的質量m＝1 kg, 木板的質量M＝4 kg, 長L＝2.5 m, 上表面光滑, 下表面與地面之間的動摩擦因數μ＝0.2.現用水平恒力F＝20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:

(1)木板加速度的大小;
(2)要使木塊能滑離木板, 水平恒力F作用的最短時間;
(3)如果其他條件不變, 假設木板的上表面也粗糙, 其上表面與木塊之間的動摩擦因數為μ1＝0.3, 欲使木板能從木塊的下方抽出, 需對木板施加的最小水平拉力;
(4)若木板的長度、木塊質量、木板的上表面與木塊之間的動摩擦因數、木板與地面間的動摩擦因數都不變, 只將水平恒力增加為30 N, 則木塊滑離木板需要多長時間？

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