Question

如图所示小孩和雪橇的总质量M=10kg，大人用与水平方向成θ=53°角斜向上的拉力F拉雪橇，使雪橇沿水平地面以4m/s速度做匀速直线运动．（已知雪橇与水平地面的动摩擦因数μ=0.5（sin53°=0.8，cos53°=0.6 取g=10m/s²）求：
（1）拉力F的大小．
（2）拉力F撤消后雪橇还能滑行多远？

Answer 1

分析：（1）以雪橇为研究对象，通过受力分析列出平衡方程即可求得拉力的大小；
（2）拉力撤去后，雪橇水平方向只受摩擦力，由牛顿第二定律可求得加速度，由运动学公式求得滑行距离．

解答：解：（1）受力分析如图所示，将F向水平方向和竖直方向分解，由平衡关系可知：

竖直向上：N+Fsinθ=mg
f=μN
水平向上：Fcosθ=f
解得：F=

μmg

cosθ+μsinθ

=

0.5×10×10

0.6+0.5×0.8

=50N；
（2）F撤消后物体做匀减速运动，

N=mg；
f=μN；
由牛顿第二定律可得：
a=

f

M

=μg
由位移公式可得：s=

v 2 0

2μg

=

16

2×0.5×10

=1.6m
答：（1）拉力为50N；（2）撤去拉力后雪橇还能滑行1.6m．

点评：本题属牛顿运动定律的基本题型，只要能掌握运动情景及正确受力分析即可顺利求解．