Question

物理 如图 质量为M=5KG的木板静止在光滑水平面上 木板的上端有

如图所示，质量为M=5kg的木板静止在光滑水平面上，木板的上端有一质量为m=4kg的木板，以水平向左的恒力F=15N作用于木块上。已知木板与木块间的动摩擦因数为u=0.5，求4s内摩擦力对木板做的功。
为什么那个摩擦力不用15N 而是要通过计算合力算出

Answer 1

如果两木板出现滑动，那摩擦力大小f=umg=0.5*4*10N=20N>F=15N,
所以这种情况不可能发生，两个木板没有滑动，它们之间只存在静摩擦力f'，两者之间没有滑动，
用整体法可以算出加速度a=F/(M+m)=15/9m/s^2=5/3m/s^2
隔离两物体，F-f'=ma f'=F-ma=15-20/3=25/3N
4s后的位移：S=1/2at^2=1/2*5/3*16=40/3m
摩擦力做的功：W=25/3*40/3=1000/9=111.1J.
（楼主提出的摩擦力为什么不是15N，如果是15N，那么上面的木板受合外力就是零，
那么上面的木板就静止不动，而下面的木板作加速运动，两者之间的摩擦力就是动摩擦力f=umg=20N,这与15N前后矛盾，所以不可能发生。外力没有可能直接转化为摩擦力。

追问

上面的木块受到了木板给它的向右摩擦力 因为小于最大静摩擦力 所以静止 那它的反作用力（上面的木块对木板的摩擦力）不是跟速度方向一样 吗？ 不是这对反作用力提供给下面木板动力吗？那不是作用力等于反作用力 所以摩擦力为15？

追答

作用力是等于反作用力，是等于上面木块对下面木板的摩擦力，而摩擦力已经算出25/3N，并不是施加给上面木块的力啊。施加给木块的力与下面木板受的摩擦力并不是作用力和反作用力啊。

追问

隔离两物体，F-f'=ma f'=F-ma=15-20/3=25/3N
这个 ，你能解释一下吗？

追答

隔离法，只选择m为研究对象，它所受的力为水平向左的恒力F=15N，还有M对m向右的摩擦力f',合外力即为(F-f'),根据牛顿第二定律，F-f'=ma,将题中数值代入公式：f'=F-ma=15-20/3=25/3N。

追问

恩 很清楚 不过请你另分析一下 下面的木板所受的力 谢谢

追答

选择M作研究对象，水平方向只受到上面m给它的摩擦力，方向向左，这个摩擦力和上面m所受摩擦力才是作用力和反作用力，大小相等方向相反。F的力是作用于m上的，在受力分析的时候不能算在M上。补充一点：作用力和反作用力都是同种性质的力，比如放在地面上的物体，物体给地面的压力，和地面对物体的支持力，其实都属于弹力的范畴。再比如游泳时人用手给水的推力，水就给人一个推力，这都是同种性质的力。而上题中F可以是推力、拉力，但不是摩擦力，所以不能和下面M所受摩擦力混为一谈。

Answer 2

木块与木板相对滑动，是滑动摩擦力
用f=umg算
对m而言F-f=ma
对M而言f=Ma

Answer 3

木块与木板相对滑动，是滑动摩擦力
用f=umg算
对m而言F-f=ma
对M而言f=Ma

Answer 4

啊.