高中 | 牛顿第二定律的两类基本问题 题目答案及解析

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必修1

第四章 牛顿运动定律

4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

牛顿第二定律的两类基本问题

质量为$3m$的木箱静止在光滑水平面上,其内有质量为$m$的物块,如图所示,现用竖直向上的恒力$F_{1}=6mg$提起木箱,重力加速度为$g$,求:

木箱的加速度$a$

[["

$\\dfrac{1}{2}g$,方向竖直向上;

"]]

对整体运用牛顿第二运动定律:$F_{1} − 4mg=4ma$

解得$a=\dfrac{1}{2}g$

方向:竖直向上;

物块对木箱的压力大小$F_{N}$

[["

$\\dfrac{3mg}{2}$

"]]

对物块运用牛顿第二运动定律$N − mg=ma$

解得$N=\dfrac{3mg}{2}$

物块对木箱的压力$F_{{N}}=N=\dfrac{3mg}{2}$

若物块与木箱间的动摩擦因数为$\mu =0.5$,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现用水平向右的恒力$F_{2}$拖动木箱,为确保物块相对于木箱始终静止,$F_{2}$的最大值为多少?

[["

$2mg$

"]]

临界加速度$a_{0}=\dfrac{f_{\text{m}}}{m}=\mu g=\dfrac{1}{2}g$

对整体牛顿第二运动定律$F_{\max}=(3m+m)a_{0}=2mg$

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