题目内容
【题目】如图所示，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. 若砝码和纸板的质量分别为
和
，各接触面间的动摩擦因数均为
. 重力加速度为
.
(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；
(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力F的大小的取值范围；
(3)本实验中砝码与纸板左端的距离
m，若砝码移动的距离超过
m，人眼就能感知。 为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
(1)砝码对纸板的摩擦力：
桌面对纸板的摩擦力：
解得纸板所受摩擦力的大小：
(2)设砝码的加速度为
，纸板的加速度为
，根据牛顿第二定律可得：
发生相对运动时则有：
解得：
(3)纸板抽出前，砝码运动的距离：
纸板运动的距离：
纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离：
由题意知：
代入数据得：
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