Question

【題目】如圖1，質(zhì)量M=1kg的木板靜止在水平面上，質(zhì)量m=1kg大小可以忽略的鐵塊靜止在木板的右端．設(shè)最大摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1，鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.4，取g=10m/s2．現(xiàn)給木板施加一個(gè)水平向右的力F．若力F從零開(kāi)始逐漸增加，且木板足夠長(zhǎng)．試通過(guò)分析與計(jì)算，在圖2中作出鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象.

Answer 1

【答案】圖見(jiàn)解析；

【解析】

（i）當(dāng)F≤μ1（M+m）g=2N 時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有被拉動(dòng)，鐵塊受到的摩擦力f=0；

（ii）當(dāng)F＞μ1（M+m）g=2N時(shí)，如果M、m相對(duì)靜止，鐵塊與木板有相同的加速度a，則：F-μ1（M+m）g=（M+m）a
f=ma
解得：F=2f+2
此時(shí)：f≤μ2mg=4N，也即F≤10N
所以：當(dāng)2N＜F≤10N 時(shí)，f=（F-2）
（iii）當(dāng)F＞10N時(shí)，M、m相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)鐵塊受到的滑動(dòng)摩擦力為f=4N，圖象如圖所示．