Question

（17分）如圖所示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗。若砝碼和紙板的質量分別為和，各接觸面間的動摩擦因數均為。重力加速度為g。

（1）當紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大小；
（2）要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大小范圍；
（3）本實驗中， =0.5kg， =0.1kg， =0.2，砝碼與紙板左端的距離d=0.1m，取g=10。 若砝碼移動的距離超過=0.002m，人眼就能感知。 為確保實驗成功，紙板所需的拉力至少多大？

Answer 1

（1） （2） （3）F=22.4N

解析試題分析：.(1)砝碼對紙板的摩擦力
桌面對紙板的摩擦力

解得
(2)設砝碼的加速度為,紙板的加速度為,則


發生相對運動
解得
(3)紙板抽出前,砝碼運動的距離
紙板運動的距離
紙板抽出后，砝碼在桌面上運動的距離  
由題意知
解得
代入數據得 F=22.4N。
考點：本題考查牛頓運動定律、勻變速運動的規律。