如圖所示，一質量為M=5kg的斜面體放在水平地面上，斜面體與地面的動摩擦因數為μ1=0.5，斜面高度為h=0....

問題詳情：

如圖所示，一質量為M=5kg的斜面體放在水平地面上，斜面體與地面的動摩擦因數為μ1=0.5，斜面高度為h=0.45m，斜面體與小物塊的動摩擦因數為μ2=0.8，小物塊的質量為m=1kg，起初小物塊在斜面的豎直面上的最高點．現在從靜止開始在M上作用一水平恆力F，並且同時釋放m，取g=10m/s2，設小物塊與斜面間最大靜摩擦力等於它們之間的滑動摩擦力，小物塊可視為質點．問：                                                                                             

（1）要使M、m保持相對靜止一起向右做勻加速運動，加速度至少多大？                  

（2）此過程中水平恆力至少為多少？                                                                       

【回答】

（1）以m為研究物件，根據牛頓第二定律，有：

豎直方向：mg﹣Ff=0   

水平方向：FN=ma    

又 Ff≤μ2FN

聯立解得：a≥12.5 m/s2

（2）以小物塊和斜面體為整體作為研究物件，由牛頓第二定律得：

F﹣μ1（M+m）g=（M+m）a   

得：F≥105 N    

答：（1）要使M、m保持相對靜止一起向右做勻加速運動，加速度至少為12.5 m/s2；

（2）此過程中水平恆力至少為105N．

知識點：牛頓運動定律的應用

題型：計算題