Question

【题目】冬天的北方，人们常用狗拉雪橇，狗系着不可伸长的绳拖着质量m=40kg的雪橇从静止开始沿着笔直的水平地面加速奔跑，5s后拖绳断了，雪橇运动的v—t图象如图所示。不计空气阻力，已知绳与地面斜向上的夹角为37°，且sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求：

(1)0～5s与5s～7s雪橇的位移大小之差；

(2)绳对雪橇的拉力大小。（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】(1)15m；(2)255N

【解析】

(1)在v—t图像中，图像与时间轴围成的面积等于物体的位移，因此0～5s雪橇的位移大小

5s～7s雪橇的位移大小

所以0～5s与5s～7s雪橇的位移大小之差

(2)在v—t图像中，斜率就等于物体的加速度，绳断后加速度

根据牛顿第二定律

而

可得

拖绳拉动雪橇的过程中，由v—t图像得此过程的加速度

根据牛顿运动定律有

又由于

联立解得F=255N