题目内容

(10分)如图所示,质量M = 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2,试求:

(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?

(2)若在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F,请在图中画出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像.

(1)1s;(2)如图所示

【解析】

试题分析:(1)研究木块m

F-μ2mg=ma1 1分

研究木板M:μ2mg-μ1(mg+Mg)=Ma2 1分

L=a1t2-a2t2 2分

解得:t=1s 1分

(2)当F≤μ1(mg+Mg)时,f=0N 1分

当μ1(mg+Mg)<F≤10N时,M、m相对静止

则有:F-μ1(mg+Mg)=(m+M)a

f=ma

即:f=-1(N) 1分

当10N <F时,m相对M滑动,此时摩擦力f=μ2mg=4N 1分

故铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像如下图所示:

2分

考点:牛顿第二定律、图像的应用

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