题目内容

14.如图所示,小孩坐在雪橇上,小孩和雪橇的总质量为m=46kg,大人用与水平方向夹角θ=37°斜向上的拉力 F拉小孩和雪橇,使小孩和雪橇沿水平地面做匀速直线运动,F=100N,g=10m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)请画出小孩和雪橇的受力示意图;
(2)地面对小孩和雪橇的支持力大小;
(3)小孩和雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小.

分析 (1)对雪橇进行受力分析,雪橇受到重力、支持力、拉力和阻力,雪橇沿水平地面做匀速运动,在竖直方向上平衡,根据受力平衡求出支持力的大小.
(2)雪橇沿水平地面做匀速运动,在水平方向上平衡,根据受力平衡求出摩擦力,再根据μ=$\frac{f}{N}$求出动摩擦因数.

解答 解:(1)经对小孩和雪橇整体受力分析如图:
(2)根据平衡条件得:
竖直方向:Fsinθ+N=mg
解得N=mg-Fsinθ=400 N
故地面对雪橇的支持力大小为400N.
(3)水平方向:Fcosθ-f=0 f=μN
得:μ=0.2
答:(1)小孩和雪橇的受力示意图如图;
(2)地面对小孩和雪橇的支持力大小为400N;
(3)小孩和雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小为0.2.

点评 解决本题的关键能够正确进行受力分析,根据共点力平衡,利用正交分解求出支持力和摩擦力的大小,以及知道f=μFN.

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