13．货车在凹凸不平的路面上行驶时，由于汽车加速或车体
颠簸抖动，货物很容易发生移动．为了防止货箱向后移动而碰坏物品，某汽车司机在车厢的后壁放置了一个缓冲装置(相当于一弹簧)，如图所示．已知货箱的质量m＝20kg，货箱与车厢底部的动摩擦因数μ＝0.3.由于货箱的移动，缓冲装置已受到F＝20N的挤压力．
(1) 当货车在平直的公路上以不同的加速度加速时(如下表)，货箱受到车厢底部的摩擦力情况如何？试完成下表.
(2)
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汽车的加速度 |
0.5m/s2 |
1.0m/s2 |
2.0m/s2 |
4.0m/s2 |
6.0m/s2 |
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摩擦力的大小 |
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摩擦力的方向 |
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(2)当货车在公路上匀速行驶时，突然路面有一凹陷造成车厢短时间内在竖直向下的方向上具有了大小为7m/s2的加速度，试分析这一“颠簸”是否会使货箱发生移动？
[答案] (1)见解析 (2)会
[解析] (1)货箱与车厢底部的最大静摩擦力Fm＝μmg＝60N.当货车在平直的公路上以不同的加速度加速时，货箱受到向前的合力为F合＝ma，缓冲装置对货箱的弹力为F′＝F＝20N，取汽车的运动方向为正方向，则F合＝F′+Ff.
当a1＝0.5m/s2时，则F合1＝ma1＝10N，
得Ff1＝－10N，即大小为10N，方向向后；
当a2＝1.0m/s2时，F合2＝20N，得Ff2＝0N；
当a3＝2.0m/s2时，F合3＝40N，则Ff3＝20N，方向向前；
当a4＝4.0m/s2时，则F合4＝80N，得Ff4＝Ffm＝60N，方向向前；
当a5＝6.0m/s2时，F合5＝120N，此时货箱相对于车厢向后移动，故受到向前的滑动摩擦力，Ff5＝μmg＝60N.
(2)在“颠簸”的短时间内，货箱处于失重状态，有
mg－FN＝ma，
货箱对车厢的压力FN′＝FN＝m(g－a)＝20×3N＝60N，此时货箱受到的最大静摩擦力
Fm′＝μFN′＝0.3×60N＝18N<F＝20N
故这一“颠簸”会使货箱发生移动．
