Question

【题目】如图所示，一个小孩坐在雪橇上，雪橇与地面间的动摩擦因数为=0.2，小孩和雪橇的总质量为m=40kg，大人用与水平方向成θ=37°角斜向上的力拉雪橇，拉力的大小F=100N．大人拉了20s后撤去拉力直到雪橇停止运动． （sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：

（1）雪橇在拉力的作用下运动的加速度的大小

（2）撤去拉力时雪橇的速度为多大

（3）撤去拉力后到停止运动过程中雪橇的加速度为多大

（4）雪橇在水平面上运动的总位移为多大．

Answer 1

【答案】（1）0.3m/s2；（2）6m/s（3）2m/s2；（4）69m．

【解析】（1）拉力F作用时，对小孩和雪橇受力分析如图所示．

由牛顿第二定律得：Fcosθ﹣f=ma1

N+Fsinθ=mg

f=μN

代入数据解得：a1=0.3m/s2

（2）撤去力F时雪橇的速度：v=a1t

代入数据解得：v=6m/s

此过程雪橇的位移为：

（3）撤去力F后，对小孩和雪橇受力分析如图所示．

由牛顿第二定律得：μmg=ma2

代入数据解得：a2=2m/s2

此过程雪橇的位移：

代入数据解得：s2=9m．

（4）雪橇在水平面上运动的总位移为：s=s1+s2=60+9=69m．