如图所示,在光滑平面上有一静止小车,小车质量为M=5kg,小车上静止地放置着质量为m=1kg的木块,和小车间的动摩擦因数为μ=0.2,用水平恒力F拉动小车,下列关于木块的加速度am和小车的加
问题描述:
如图所示,在光滑平面上有一静止小车,小车质量为M=5kg,小车上静止地放置着质量为m=1kg的木块,和小车间的动摩擦因数为μ=0.2,用水平恒力F拉动小车,下列关于木块的加速度am和小车的加速度aM,可能正确的有( )
A. am=2m/s2,aM=1 m/s2
B. am=1m/s2,aM=2 m/s2
C. am=2m/s2,aM=4 m/s2
D. am=3m/s2,aM=5 m/s2
答
当M与m间的静摩擦力f≤μmg=2N时,木块与小车一起运动,且加速度相等;
当M与m间相对滑动后,M对m的滑动摩擦力不变,则m的加速度不变,所以当M与m间的静摩擦力刚达到最大值时,木块的加速度最大,由牛顿第二定律得:a=
=μg=2m/s2μmg m
此时F=(M+m)am=(5+1)×2N=12N
当F<12N,有aM=am.
当F>12N后,木块与小车发生相对运动,小车的加速度大于木块的加速度,aM>am=2m/s2.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.