如图甲所示是我们经常看到的场景,满载木材的货车,车厢尾部没有任何遮挡,一旦货车突然向前加速,木材就可能向后滑出,对后面的车辆造成严重伤害。这引起了小光的思考:只要货车加速,木材就都会滑出吗?
为此他请教了老师,老师解释道:这要看车加速的程度,物理学中用"加速度"这个物理量来描述物体加速的快慢程度,要让物体加速运动,就需要有外力对它作用。要使木材不滑落,必须有其他物体对它施加摩擦力,使它产生和车相同大小的加速度,与车保持相对静止,一起向前运动。
小光将以上情景简化成了如图乙所示的模型,水平车厢中有一根质量分布均匀的木头。
请你根据以上信息解答下列问题:
(1)若木头的质量为100kg,它的重力是多大?(取g=10N/kg)
(2)若车厢长3m,木头长4m,在木头从车厢滑出的过程中,车厢对木头的摩擦力为100N,则这一过程中摩擦力至少对木头做了多少功?(提示:木头重心O在其中点处,当重心滑过车厢尾部,木头会倾倒)
(3)小光查阅资料得知:物体运动时加速度与外力的合力大小关系为:
,a表示加速度,其单位是m/s 2.若货车加速度为1.5m/s 2,请结合上述数据计算说明这根木头是否会滑落。
(4)在甲图场景中,若货车在水平路面上沿直线加速行驶,请指出车厢哪一部分木材最易滑落?并解释为什么另一部分不易滑落?