Question

【題目】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。某次實驗中，砝碼的質量m1＝0.1kg，紙板的質量m2＝0.01 kg，各接觸面間的動摩擦因數均為μ＝0.2，砝碼與紙板左端的距離d＝0.1m，重力加速度g取10 m/s2。砝碼移動的距離超過l＝0.002m，人眼就能感知。若本次實驗未感知到砝碼的移動，求：

（1）砝碼移動的最長時間

（2）紙板所需的拉力至少多大？

Answer 1

【答案】（1）（2）2.44N

【解析】

（1）設砝碼在紙板上加速運動時的加速度為，在桌面上減速運動的加速度為

由

知：

所以砝碼加速和減速的時間相等，分析可知加速運動的最大距離是.

由

得：

則砝碼移動的最長時間為

（2）設當紙板的加速度為時砝碼經歷時間t恰好從紙板上滑下，則此時的拉力最小，設為F，由運動學公式：

得：

由

得：

即紙板所需的拉力至少為