Question

5．如图所示，将小砝码置于水平桌面上的薄纸板上，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m₁和m₂，各接触面间的动摩擦因数均为μ．重力加速度为g．要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小的取值范围．

Answer 1

分析 应用摩擦力公式求出纸板与砝码受到的摩擦力，然后求出摩擦力大小．根据牛顿第二定律求出加速度，要使纸板相对于砝码运动，纸板的加速度应大于砝码的加速度，然后求出拉力的最小值．

解答 解：对纸板分析，当纸板相对砝码运动时，所受的摩擦力f₁=μ（m₁+m₂）g+μm₁g，故A错误．
设砝码的加速度为a₁，纸板的加速度为a₂，
则有：f₁=m₁a₁，F-f₁-f₂=m₂a₂
发生相对运动需要a₂＞a₁
砝码对纸板的摩擦力：f₁=μm₁g
桌面对纸板的摩擦力：f₂=μ（m₁+m₂）g
代入数据解得：F＞2μ（m₁+m₂）g，
答：所需拉力的大小应大于2μ（m₁+m₂）g．

点评 本题考查了求拉力大小，应用摩擦力公式求出摩擦力大小，知道拉动物体需要满足的条件，应用牛顿第二定律与运动学公式即可正确解题．