AP物理C真題解析

AP物理C

（2015年AP物理C力學考試選擇題的第18題）

解析如下：

這道題是2015年AP物理C力學考試選擇題的第18題，是一道關于牛頓運動定律的問題。

牛頓運動定律是AP物理C力學考試的重點內容之一，這道題屬于多體問題(many body system)，在題目當中涉及到超過一個物體。相似的問題還包括滑輪的問題等。

當我們要解決一個多體問題的時候，我們的基本思路是把系統里的物體單獨拿出來進行研究，然后找到物體之間的聯系。物體之間的聯系往往從兩個角度去發現：從受力的角度，可以利用action-reaction大小相等(牛頓第三定律)的特點將物體之間建立起聯系;從運動的角度，如果兩個物體一起運動，則他們的displacement，velocity，和acceleration的大小都相等。

在這道題目中，keep the boxes move together，那么兩個box的acceleration是一樣的，而且兩個box之間的friction和normal force是action-reaction，大小相等，方向相反。

上面的box一共受到4個force的作用，向下的weight, m1g;?下面box給它的向上的normal force,N1和向左的friction, f1;?以及向右的applied force,F.?這里要注意因為兩個box是move together，所以friction是static friction.

下面的box一共受到4個force的作用，向下的weight, m2g;?上面box給它的向下的normal force,N1和向右的friction, f1（action-reaction），以及地面給它的向上的normalforce, N2.

對每個box，我們可以分別利用牛頓第二定律

列出方程，可得：

可以解出：

因為f1是static friction，所以根據static friction的公式：

可以得出：

也就是說coefficient的最小值是0.1，答案是A