Question

如圖所示，小木箱ABCD的質量M=180g，高L=0.2m，其頂部擋板E的豎直距離h=0.8m，在木箱內放有一個質量為m=20g的小物塊P(可視為質點).通過細輕繩對靜止木箱施加一個豎直向上的恒力T，為使木箱能向上運動，并且當AD與擋板E相碰木箱停止運動后，P物體不會和木箱頂AD相碰，求拉力T的取值范圍. (g=10m/s²)

Answer 1

2N<T<2.5N

由牛頓第二定律得：
T－(M+m)g="(M+m)a                " ①
P與頂部恰好不相碰時，木箱與頂部相碰時的速度應滿足：
v_P²<2gL                           ②   
而v_P²="2ah                         " ③   
聯立①②③式得： 
代入已知數據得：T<2.5N       
要使木箱向上運動：T>(M+m)g="2N      "
所以T的取值范圍為：2N<T<2.5N