Question

【题目】质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用与水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇，力的大小为100N，雪橇与地面间的动摩擦因数为0.2，（g=10m/s2 ．
sin37°=0.6，cos37°=0.8 ）求：

（1）雪橇对地面的压力大小
（2）雪橇运动的加速度大小
（3）4s内雪橇的位移大小．

Answer 1

【答案】
（1）解：设小孩和雪橇的总质量为m，对整体受力分析得：

竖直方向：Fsinθ+FN=mg

解得：FN=mg﹣Fsinθ=400N﹣100×0.6N=340N

根据牛顿第三定律可得，雪橇对的地面压力为340N；

答：雪橇对地面的压力大小为340N．

（2）解：水平方向根据牛顿第二定律可得：Fcosθ﹣Ff=ma

而摩擦力：Ff=μFN

由上式解得：a=0.3m/s2

答：雪橇运动的加速度大小为0.3m/s2；

（3）解：根据位移时间关系可得：x= at2= 0.3×42m=2.4m．

答：4s内雪橇的位移大小为2.4m．

【解析】（1）竖直方向受力平衡，根据平衡条件列方程，求解。
（2）利用牛顿第二运动定律，结合滑动摩擦力公式，求物体加速度。
（3）根据匀变速直线运动位移时间关系，求物体位移。