Question

【題目】如圖所示，在光滑水平面上有一輛小車A，其質(zhì)量為mA=2.0kg，小車上放一個(gè)物體B，其質(zhì)量為mB=1.0kg．如圖甲所示，給B一個(gè)水平推力F，當(dāng)F增大到稍大于3.0N時(shí)，A、B開始相對(duì)滑動(dòng)．如果撤去F，對(duì)A施加一水平推力F′，如圖乙所示．要使A、B不相對(duì)滑動(dòng)，求F′的最大值Fmax ．

Answer 1

【答案】解：根據(jù)題圖甲所示，設(shè)A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值Ffmax時(shí)，系統(tǒng)的加速度為a．

根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)A、B整體有 F=（mA+mB）a，

對(duì)A有 Ffmax=mAa，

代入數(shù)據(jù)解得 Ffmax=2.0 N．

根據(jù)題圖乙所示情況，設(shè)A、B剛開始滑動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的加速度為a′，

根據(jù)牛頓第二定律得：

以B為研究對(duì)象有 Ffmax=mBa′

以A、B整體為研究對(duì)象，有 Fmax=（mA+mB）a′

代入數(shù)據(jù)解得 Fmax=6.0 N．

答：F′的最大值Fmax是6.0 N．

【解析】在圖甲中，對(duì)整體分析，求出整體的加速度，隔離對(duì)A分析，根據(jù)牛頓第二定律求出A、B間的最大靜摩擦力．在圖乙中，隔離對(duì)B分析，求出最大的加速度，再對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律求出F′的最大值Fmax．