图中所示两物块叠放在一起,下面物块位于光滑水平桌面上,其质量为m,上面物块的质量为M,两物块之间的静摩擦系数为μ.现从静止出发对下面物块施以随时间t变化的水平推力F=γt,γ为

问题描述:

图中所示两物块叠放在一起,下面物块位于光滑水平桌面上,其质量为m,上面物块的质量为M,两物块之间的静摩擦系数为μ.现从静止出发对下面物块施以随时间t变化的水平推力F=γt,γ为一常量,则从力开始作用到两物块刚发生相对运动所经过的时间等于 ___ ,此时物块的速度等于 ___ .

对M受力分析,M受m的摩擦力为M的合力,
当M达到最大静摩擦力时,M相对m发生相对滑动,则此时M的加速度为:a=μg;
则对整体受力分析可知,F=(m+M)a=μg(m+M)
根据随时间t变化的水平推力F=γt关系式得:
从力开始作用到两物块刚发生相对运动所经过的时间t=

μg(m+M)
γ

F是均匀增加的,故从力开始作用到两物块刚发生相对运动时间内其平均作用力
.
F
=
μg(m+M)
2

规定向左为正方向,对整体由动量定理可得,
.
F
t=(M+m)v-0;
解得:v=
μ2g2(M+m)

故答案为:
μg(m+M)
γ
μ2g2(M+m)