质量为M=2.5kg的一只长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.50．这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上（如图所示）

Question

质量为M=2.5kg的一只长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为μ₁=0.50．这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上（如图所示），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为μ₂=0.25．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s²．求：
（1）木块对铁箱的压力；

（2）水平拉力F的大小．

Answer 1

（1）对木块：在竖直方向：由相对静止得  mg=F_f=μ₂F_N 
∴F_N=(mg)/(μ2)=(5)/(0.25)=20N
由牛顿第三定律得木块对铁箱的压力F_N′=-F_N=-20N方向水平向左．
（2）对木块：在水平方向：F_N=ma∴a=(20)/(0.5)=40m/s²
对铁箱和木块整体：F-μ₁（M+m）g=（M+m）a
故水平拉力F=（M+m）（a+μ₁g）=135N
答：（1）木块对铁箱的压力为20N；
（2）水平拉力F的大小为135N．