Question

17．如图所示，把质量m₁=4kg的木块叠放在质量m₂=5kg的木块上．m₂放在光滑的水平面上，恰好使m₁相对m₂开始滑动时作用于木块m₁上的水平拉力F₁=12N，那么，应用多大的水平拉力F₂拉木块m₂，才能恰好使m₁相对于m₂开始运动．

Answer 1

分析 对整体分析，根据牛顿第二定律求出整体的加速度，隔离分析求出最大静摩擦力，再隔离对m₁分析，结合牛顿第二定律求出恰好不发生相对滑动时的加速度大小，通过对整体分析，根据牛顿第二定律求出恰好发生相对滑动的最小拉力．

解答 解：对整体分析，整体的加速度${a}_{1}=\frac{{F}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}}=\frac{12}{4+5}=\frac{4}{3}m/{s}^{2}$，
隔离对m₂分析，根据牛顿第二定律得，最大静摩擦力f=${m}_{2}{a}_{1}=5×\frac{4}{3}N=\frac{20}{3}N$．
当水平拉力F₂拉木块m₂，隔离对m₁分析，最大加速度${a}_{2}=\frac{f}{{m}_{1}}=\frac{\frac{20}{3}}{4}=\frac{5}{3}m/{s}^{2}$，
则发生相对滑动的最小拉力${F}_{2}=（{m}_{1}+{m}_{2}）{a}_{2}=9×\frac{5}{3}N=15N$．
答：应用15N的水平拉力F₂拉木块m₂，才能恰好使m₁相对于m₂开始运动．

点评 本题考查了牛顿第二定律的临界问题，通过整体法和隔离法求出两物体间的最大静摩擦力是解决本题的关键．