Question

【題目】如圖所示，將小砝碼置于水平桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動(dòng)很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)．若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2 ， 各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ．重力加速度為g．要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)，求所需拉力的大小的取值范圍．

Answer 1

【答案】解：對(duì)紙板分析，當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的摩擦力f1=μ（m1+m2）g+μm1g，故A錯(cuò)誤．

設(shè)砝碼的加速度為a1，紙板的加速度為a2，

則有：f1=m1a1，F(xiàn)﹣f1﹣f2=m2a2

發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)需要a2＞a1

砝碼對(duì)紙板的摩擦力：f1=μm1g

桌面對(duì)紙板的摩擦力：f2=μ（m1+m2）g

代入數(shù)據(jù)解得：F＞2μ（m1+m2）g，

答：所需拉力的大小應(yīng)大于2μ（m1+m2）g．

【解析】應(yīng)用摩擦力公式求出紙板與砝碼受到的摩擦力，然后求出摩擦力大小．根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，要使紙板相對(duì)于砝碼運(yùn)動(dòng)，紙板的加速度應(yīng)大于砝碼的加速度，然后求出拉力的最小值．
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力，掌握滑動(dòng)摩擦力:利用公式f=μF N 進(jìn)行計(jì)算，其中FN 是物體的正壓力，不一定等于物體的重力，甚至可能和重力無(wú)關(guān).或者根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用平衡條件或牛頓定律來(lái)求解；靜摩擦力:靜摩擦力大小可在0與fmax 之間變化，一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來(lái)求解即可以解答此題．