Question

如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定

2011•新课标全国•21)如图1所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是 为什么一开始是匀加速？m2受力平衡，没有向右的加速度，为什么会和m1一起加速？

Answer 1

原来F比较小的时候，F<f.m1m2以相同的加速度加速。ABCD都对。
F增大到大于m1m2之间的最大静摩擦力后，木块m2受到的合力增大，加速度a2增加。m1受到的是m2给的滑动摩擦力，大小不变。加速度a1不变。AB正确。CD错误。
木块木板原来的加速度a=F/(m1+m2)=kt/(m1+m2) a随时间的变化率这k/(m1+m2)
后来单独加速度a2=(F-f)/m2=kt/m2-f/m2 a2随时间的变化率这k/m2
a2的变化率大，直线应该是比较陡的一条。A正确。B错误。
最后结果：正确的是A。
希望对你有帮助。

追问

老师我不太懂”原来F比较小的时候，F<f.m1m2以相同的加速度加速 “ 可是刚开始F<小于μmgM2为什么会加速

追答

m1和地面光滑，以m1m2整体为研究对象，无论怎样小的力F，都能使这个系统产生加速度。这是牛顿第二定律说的呀。学习牛顿第一定律的时候也是这样理解的。

追问

老师
那么隔离出M2怎样分析 “刚开始F<小于μmgM2为什么会加速”

追答

那么隔离出M2怎样分析 “刚开始F<小于μmgM2为什么会加速”
这时候采用整体法研究方便。F很小时，m2和m1没有相对滑动，有相同的加速度a=F/(m1+m2)=kt/(m1+m2)。
这时候一定在隔离，可以求出m2受到的静摩擦力f=m2a=m2F/(m1+m2)

追问

老师 我是先将M2隔离出无法分析M2为什么会加速因为F<小于μmgM2

追答

单独看m2也是一样，只要受到任何一个大于零的力都会有加速度（牛顿第二定律、牛顿第一定律）。F很小时，设m2受到的摩擦力为f，加速度为a。
则有：f=m2a.

再将a=F/(m1+m2)代入上式可得f=m2F/(m1+m2)

m2的受力、加速度都可以求。

追问

老师 m2是上面木块我不懂隔离出M2后不用整体只用隔离体分析的话F<小于μmgM2 M2（木块）为什么会加速

追答

上面给你回答了。你要好好看一看。
F很小时，m2相对于m1有滑动的趋势，受到m1给的静摩擦力。设m2受到的摩擦力为f，加速度为a。
则有：f=m2a.

再将a=F/(m1+m2)代入上式可得f=m2F/(m1+m2)

m2的受力、加速度都可以求。还有哪里不明白吗？

Answer 2

选A，一开始F未超过最大静摩擦，m1.m2相对静止。二者所受得力是相等的。根据F=ma可知此时在不断匀速变大，a也就匀速变大，而且a1.a2,的大小相等。后来F超过了最大静摩擦力。m1由于直接受到F力，a1仍在匀速变大。而m2收到的是摩擦力有上限值，就会在F超过时仍保持不变。m2之所以加速是因为受到了摩擦力。至于一开始是匀加速，你可以整体来看，把m1，m2看做一个整体，摩擦力相互抵消，就只受到一个水平向右的F，故而是匀加速。

追问

请隔离一下M2分析

追答

m2一开始受到m1给的静摩擦力，这个摩擦力和m2给m1的摩擦力相等（力的作用是相互的）而此时F未超过最大静摩擦力，m2，m1收到的静摩擦力等于F，于是就和m1一起做匀速运动，但静摩擦力有最大值，当F超过这个值时，m2所受摩擦力变为动摩擦力不再变化（其实就是m2相对m1被拉动了，因为压力不变，动摩擦力也就不变）于是就使得a2不变

Answer 3

m2受力当然不平衡。刚开始时F＝kt很小。力很小。简单来说。不能将木板和木块拉滑动，他们将一起做加速运动。运用整体法知两者将一起加速即加速度相等。而当F=kt=fmax了之后，木板的加速度不再增大，木块继续增大。
显然选A。

追问

为什么刚开始时
简单来说
不能将木板和木块拉滑动但图像显示有加速度

追答

我的意思是不能拉得他们相对滑动。相对。

追问

1但m2受力平衡为什么会运动 2 可是F小于Um2g

追答

m2受力显然不会平衡。1,2之间有摩擦力。摩擦力提供了水平方向上的加速度。

追问

F小于Um2g （木块）为什么会运动