Question

如圖所示，光滑水平面上靜止放著長L=1.6m，質量為M=3kg的木塊（厚度不計），一個質量為m=1kg的小物體放在木板的最右端，m和M之間的動摩擦因數μ=0.1，今對木板施加一水平向右的拉力F，（g取10m/s²）
(1)為使小物體不掉下去，F不能超過多少？
(2)如果拉力F=10N恒定不變，求小物體所能獲得的最大動能？
(3)如果拉力F=10N，要使小物體從木板上掉下去，拉力F作用的時間至少為多少？

Answer 1

（17分）（1）F=(M+m)a …………（2分） μmg=ma …………（2分） F=μ(M+m)g=0.1×(3+1)×10N=4N …………（1分）（2）小物體的加速度 木板的加速度 (2分)解得物體滑過木板所用時間 物體離開木板時的速度 （3）若F作用時間最短，則物體離開木板時與木板速度相同。設F作用的最短時間為t₁，物體在木板上滑行的時間為t，物體離開木板時與木板的速度為V