Lab_dot力05

拉动下板，上面的木块会跟上吗？

Stacked blocks & the limit of static friction

g = 9.81 m/s²

给下板一个持续有限时间的拉力。木块可能全程跟随，也可能先打滑、再追上共同速度，或在同步前到达板边。

运动观察窗准备就绪

光滑地面 · 上块按质点处理，初始位于板中央 · 镜头跟随下板，图标高度示意

时间 t—

上块速度—

下板速度—

相对位移—

播放速度

0.00 / 0.00 s

能量随时间的变化

竖线对应当前时刻 · 单位 J

—

固定质量和摩擦系数，逐渐增加拉力。所需静摩擦刚好达到上限时，两个物体仍可共同加速。

结果分区图：寻找不同结果的边界

点击图中的位置，或聚焦图后使用左右、上下方向键，同时改变两个参数。其他条件保持当前值；颜色表示预测结果，十字表示当前条件。

查看物理模型、公式与适用范围

两物体从静止开始，力 F 作用于下板。下板与地面无摩擦，接触面使用库仑摩擦模型。

a = F/(M + m)
f = ma ≤ μₛmg
F ≤ μₛ(M + m)g

打滑时上块比下板慢，摩擦使上块加速、下板减速。撤力后继续滑动，直到速度相同；若先到达边缘，演示停在失去支撑前瞬间。

a_upper = μₖg
a_board = (F − μₖmg)/M

系统从静止开始，外力做功转化为动能与接触面发热。外力撤去后做功不再增加，摩擦仍可能继续耗散机械能。

W_ext = F Δx_{board, forced}
K + Q = W_ext
Q = μₖmg |Δx_relative|

上块作为质点，不模拟倾覆、板的转动或离板后落地。下板长 L，上块从中央出发；相对位移达到 L/2 时停止在边缘。时间轴结束不一定表示静止。

x_upper − x_board = −L/2

参考：OpenStax · Friction。图标不代表真实尺寸；运动按 SI 单位计算。