题目

如图所示，有一长度x=1m、质量M=10kg的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m=4kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.25，要使物块在2s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F是多少？（g取10m/s²）

提问时间：2020-08-03

答案

小车和物块的运动情况如图所示，在物块运动到小车右端的过程中，小车发生的位移为x₁，物块发生的位移为x₂，取向右为正，以小车为研究对象，由牛顿第二定律得：
μmg=Ma₁…①
由匀变速运动的公式得：
x₁=

1

2

a₁t²…②
以物块为研究对象，由牛顿第二定律得：
F-μmg=ma₂…③
由匀变速运动的公式得：x₂=

1

2

a₂t²…④
由题意得：
x₂-x₁=x…⑤
由①②③④⑤带入数据得：F=16N
答：施加在小物块上的水平向右的拉力大小应为16N．