在光滑水平地面上，静止着一个质量为M=4kg的小车．如图所示，在车的最右端有一个质量为m=1kg的大小不计的物体，已知物体与小车之间的动摩擦因数为0.2，小车的长度L=2m，现在用恒定的水
问题描述：
在光滑水平地面上，静止着一个质量为M=4kg的小车．如图所示，在车的最右端有一个质量为m=1kg的大小不计的物体，已知物体与小车之间的动摩擦因数为0.2，小车的长度L=2m，现在用恒定的水平力F=14N向右拉动小车，求F拉动3s时，小车的速度多大？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．（g=10m/s2）
答
假设M、m一起向前加速，则加速度a为：
由F=（M+m）a
得：a=
=F M+m
m/s2=2.8m/s214 4+1
以m为研究对象，加速度由静摩擦力提供，最大值为：
由fm=mam得：am=
=fm m
=μg=0.2×10m/s2=2m/s2μmg m
因am＜a，故M、m不可能一起向前加速，m将在M上滑动
以m为研究对象，受力如图：
f=mam ①，
f=μN ②，
N=mg ③
由①②③可得：am=μg=0.2×10m/s2=2m/s2
以M为研究对象，受力如图：
F-f′=MaM ④f′=f ⑤
由④⑤得：aM=
=F-f M
m/s2=3 m/s214-2 4
设m滑下M时所用时间为t，则：
aMt2-1 2
amt2=L ⑥1 2
解得：t=
=
2L
aM-am
s=2 s ⑦
2×2 3-2
此时小车的速度vM=aMt=3×2m/s=6m/s ⑧
m滑下后车的加速度aM′=
=F M
m/s2=3.5m/s2 ⑨14 4
3s时车的速度v=vM+aM'（3-2）=6+3.5=9.5m/s ⑩
答：F拉动3s时，小车的速度为9.5m/s．