Question

12．有一个木箱重600N，静止放在水平地面上，工人沿水平方向向左推木箱，己知木箱与地面的最大静摩擦力为200N，滑动摩擦系数为u=0.3，求：
（1）当推力F=150N时，木箱的加速度多大？
（2）当木箱向左作匀速直线运动时，需要多大的推力？
（3）当推力F=300N时，木箱前进16米时用时多长呢？

Answer 1

分析 （1）先分析木箱的运动状态．已知木箱与地面的最大静摩擦力为200N，当水平推力小于等于最大静摩擦力时，物体处于静止状态．
（2）当木箱向左作匀速直线运动时，根据平衡条件求解推力．
（3）当木箱加速运动时，根据牛顿第二定律求得加速度，再由位移公式求时间．

解答 解：（1）木箱与地面的最大静摩擦力为200N，推力F=150N小于最大静摩擦力，则木箱仍处于静止状态，加速度为0．
（2）当木箱向左作匀速直线运动时，根据平衡条件得，推力 F′=f=μG=0.3×600N=180N．
（2）木箱向左作匀速直线运动时，受到水平向右的滑动摩擦力，大小为f=μN=μG=0.3×600N=180N
（3）当推力F=300N时，大于最大静摩擦力，木箱做匀加速运动，根据牛顿第二定律有 F-f=ma
解得 a=2m/s²．
由x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得 t=$\sqrt{\frac{2x}{a}}$=$\sqrt{\frac{2×16}{2}}$=4s
答：
（1）当推力F=150N时，木箱的加速度为0．
（2）当木箱向左作匀速直线运动时，需要180N的推力．
（3）当推力F=300N时，木箱前进16米时用时4s．

点评 本题要注意分析木箱的状态，正确区分静摩擦还是滑动摩擦．根据外力与最大静摩擦力的关系判断物体能否被推动．