Question

【题目】将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码的质量为m1=0.1 kg，纸板的质量为m2=0.2 kg，砝码和纸板间的动摩擦因数μ1=0.1，砝码和桌面间及纸板与桌面间的动摩擦因数均为μ2=0.2。某次实验时，纸板抽出后，砝码刚好停在桌子边缘，已知砝码与纸板左端的距离d=0.08 m，砝码到桌子右端的距离l=0.12 m，取g=10 m/s2。求：

（1）纸板所受摩擦力的大小；

（2）砝码运动的时间；

（3）纸板所受拉力的大小。

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）纸板受上表面的摩擦力为：

纸板受到下表面的摩擦力为：

故纸板受到的摩擦力为：

（2）砝码在纸板上加速时的加速度大小为a1，在桌面上减速时的加速度大小为a2，设脱离纸板时的速度为v，则：

其中，

解得：

故砝码运动时间为：

（3）设纸板的加速度为a3，则：

解得：

又由牛顿第二定律知：

解得：