Question

才考完，想对一道高一物理题 ， 没图不影响做题， 详细看问题补充。

长L=4.0m，质量M=2.0kg的木板静放在光滑水平面上，质量m=1.0kg的小物块放在木板上的右端，木板和物块间的动摩擦因素u=0.20，现对木板施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s^2，求：
（1）使物块不掉下去的最大拉力F。
（2）如果拉力F=10N恒定不变，小物块的所能获得的最大速度。
（3）如果拉力F=10N恒定不变，为使小物块不掉下去，拉力最多作用多长时间？

Answer 1

（1）使物块不掉下去的最大拉力F。
物块受到最大摩擦力为：0.20*1.0*10，对应加速度为：a = 0.20*10 = 2 m/s^2
最大拉力 F = (M+m)a = (2.0+1.0)*2 = 6 N

（2）如果拉力F=10N恒定不变，小物块的所能获得的最大速度。
物块加速度是 2 m/s^2
木板加速度是 (10 - 0.20*1.0*10)/2.0 = 4 m/s^2
小物块脱离木板时所能获得的最大速度，设在时刻t脱离
4.0 = 1/2 *4*t^2 - 1/2 *2*t^2 求出 t = 2 s
此时物块的速度为 2*2 = 4 m/s

（3）如果拉力F=10N恒定不变，为使小物块不掉下去，拉力最多作用多长时间？
2 s

Answer 2

解：（1）要使物块不掉下，则物块与木板保持相对静止，即加速度相同
当拉力最大时，物块恰不会滑动
a物=μg=2m/s^2=a共
F=(m+M)a共=6N
(2)由（1）可知，物块将滑动
a物=2m/s^2
a板=(F-μmg)/M=4m/s^2
s物=1/2 a物t^2, s板=1/2a板t^2
L=s板- s物
所以t=2s
v=t*a物=4m/s
(3)作速度-时间图像，折线围成的面积是板长