如圖所示,有一長度x=1m、質量M=10kg的平板小車,靜止在光滑的水平面上,在小車一端放置一質量m=4kg的小物塊,物塊與小車間的動摩擦因數μ=0.25,要使物塊在2s內運動到小車的另一端,求作用在物塊上的水准力F是多少?(g取10m/s2)

如圖所示,有一長度x=1m、質量M=10kg的平板小車,靜止在光滑的水平面上,在小車一端放置一質量m=4kg的小物塊,物塊與小車間的動摩擦因數μ=0.25,要使物塊在2s內運動到小車的另一端,求作用在物塊上的水准力F是多少?(g取10m/s2)

小車和物塊的運動情况如圖所示,在物塊運動到小車右端的過程中,小車發生的位移為x1,物塊發生的位移為x2,取向右為正,以小車為研究對象,由牛頓第二定律得:μmg=Ma1…①由勻變速運動的公式得:x1=12a1t2…②以物塊為研究對象,由牛頓第二定律得:F-μmg=ma2…③由勻變速運動的公式得:x2=12a2t2…④由題意得:x2-x1=x…⑤由①②③④⑤帶入數據得:F=16N答:施加在小物塊上的水准向右的拉力大小應為16N.