Question

【题目】如图所示为某同学在实验室做摩擦力相关实验的装置。将小砝码置于水平桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力拉动纸板，该同学发现当拉力大小不同时，砝码的运动情况也不同。已知砝码和纸板的质量分别为m1=0.4kg和m2=0.1kg，，各接触面间的动摩擦因数均为=0．2，砝码与纸板左端的距离d=0.4m，重力加速度取g=10m/s2。

(1)当水平拉力F=1.9N时，求砝码所受摩擦力的大小；

(2)当水平拉力F=2.32N时，经过多长时间砝码从薄纸板上掉下来。

Answer 1

【答案】(1)0.72N；(2)0.4s

【解析】

(1)纸板相对砝码运动时，砝码受到纸板的摩擦力

砝码的加速度

纸板受桌面的摩擦力为

纸板的加速度

要使纸板相对砝码运动，则有

即

解得

当水平拉力1N<F=1.9N<2N时，砝码相对纸板静止以共同的加速度运动，根据牛顿运动定律有

砝码所受静摩擦力的大小为

(2)当水平拉力F=2.32N>2N时，砝码相对纸板滑动，此时纸板的加速度

砝码从薄纸板上掉下来，则有

代入数值得

解得

t=0.4s