Question

如图所示，质量为M=2.5kg的一只长方体铁箱在水平拉力F作用下沿水平地面向右匀加速运动，铁箱与水平地面间的动摩擦因数为μ₁=0.30。这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上，木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为μ₂=0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s²。求：

(1)木块对铁箱的压力的大小，

(2)水平拉力F的大小。

Answer

(1)20N(2)129N

【解析】

(1)对木块：在竖直方向上：由平衡条件得：

mg=Ff，

由滑动摩擦力计算公式得：

Ff=μ2FN，

所以：

，

由牛顿第三定律得：木块对铁箱的压力大小

FN′=FN=20N；

(2)选木块为研究对象，在水平方向上，由牛顿第二定律得：

，

解得：

，

选铁箱和木块整体为研究对象，由牛顿第二定律得：

F-μ1(M+m)g=(M+m)a，

解得水平拉力：

F=129N。