Question

【題目】如圖所示，質量的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數，在木板的左端放置一個質量、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數。最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，重力加速度，試求：

【1】若木板長，在鐵塊上加一個水平向右的恒力，經過多長時間鐵塊運動到木板的右端？

【2】若在鐵塊上加一個大小從零開始連續增加的水平向右的力，通過分析和計算后，請在圖中畫出鐵塊受到木板的摩擦力隨拉力大小變化的圖像。（設木板足夠長）

Answer 1

【答案】

【1】1S

【2】見解析

【解析】

（1）木塊的加速度大小 （2分）

鐵塊的加速度大小 （2分）

設經過時間鐵塊運動到木板的右端，則有

（2分）

解得：

（2）①當時，A、B相對靜止且對地靜止，（3分）

②設時，A、B恰保持相對靜止，此時系統的加速度

以系統為研究對象，根據牛頓第二定律有

解得：

所以，當時，相對靜止，系統向右做勻加速運動，其加速度

,

以為研究對象，根據牛頓第二定律有

,

解得：（3分）

③當，A、B發生相對運動，（3分）

畫出隨拉力大小變化的圖像如右