拉动底板，木块一定会一起走吗？
同一套木块与底板，只改拉力大小或作用对象，比较共同运动、相对滑动和摩擦生热。
题目
光滑水平地面上放着质量 2 kg、长 2 m 的底板，质量 1 kg、长 0.4 m 的木块居中放在底板上。接触面的静摩擦因数为 0.3，动摩擦因数为 0.2。两者从静止开始，给底板施加向右的 6 N 恒力，持续 0.6 s。再分别改为 12 N 拉底板、3 N 拉上层木块，从静止重新运行。
模型假设与适用边界
- 重力加速度取 9.80665 m/s²，地面无摩擦；忽略空气阻力和物体转动。
- 每次实验从静止、居中位置重新开始；拉力恒定且水平，不是在同一段动画中切换拉力。
- 木块须始终完整地位于底板上；本模型不模拟部分支撑、翻倒或跌落。
先想一想
- 6 N 时为什么不滑？静摩擦力等于最大值吗？
- 把底板拉力改成 12 N，木块会怎样？热量应按哪段路程计算？
- 若改用 3 N 拉上层木块，摩擦方向会反转吗？
图示说明
动态物理图：stacked_blocks；展示时间, 驱动位移, 响应位移, 接触点滑移量, 外力做功, 动能, 摩擦生热。
拆解同一个过程
先假设两者共同运动，用整体法求加速度，再检查木块所需的静摩擦是否超过上限。超过上限后，对两个物体分别列牛顿方程；摩擦力大小相等、方向相反，热量由它们之间的相对位移决定。
ma木块 = F木块 + f；Ma底板 = F底板 − f；W外力 = ΔK总 + Q
1. 6 N 时为什么不滑？静摩擦力等于最大值吗？
若共同运动，加速度为 6/(2+1) = 2 m/s²，木块只需要 2 N 摩擦力，小于最大静摩擦力约 2.942 N。因此两者共同运动，0.6 s 后均移动 0.360 m。不滑动的底板拉力上限约为 8.826 N；静摩擦力随所需值变化，并不总等于最大值。
2. 把底板拉力改成 12 N，木块会怎样？热量应按哪段路程计算？
共同运动所需的 4 N 摩擦力超过静摩擦上限，木块相对底板向左滑动。滑动摩擦力约为 1.961 N，木块和底板加速度分别约为 1.961、5.019 m/s²。0.6 s 后木块移动约 0.353 m、底板移动约 0.903 m，相对滑动约 0.550 m。热量按相对路程计算，Q ≈ 1.080 J；拉力做功约 10.842 J，等于总动能约 9.762 J 加热量。
3. 若改用 3 N 拉上层木块，摩擦方向会反转吗？
两者共同向右加速，加速度为 1 m/s²。木块上的摩擦力为 2 N、方向向左；底板上的摩擦力方向向右。它们是一对相互作用力。摩擦阻碍相对滑动趋势，不一定阻碍物体相对地面的运动；本次没有相对滑动，因此不产生摩擦热。
用代码验证你的判断
将拉力从 6 N 改为 12 N，观察木块相对底板滑动，以及摩擦生热。
scene stacked_blocks
surface floor orientation=horizontal friction=smooth
body cart mass=2kg width=2m
surface deck orientation=horizontal friction=static mu_static=0.3 mu_kinetic=0.2
body parcel mass=1kg width=0.4m
force pull 6N direction=right on cart
deck attached to cart
cart on floor
parcel on deck
simulate 0.6s playback=3s
show forces motion acceleration energy heat