问题 问答题

如图所示,小孩和雪橇的总质量m=20kg,大人用于水平方向成θ=53°角斜向上的拉力F拉雪橇,使雪橇沿水平地面以v=4m/s速度做均速直线运动.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)撤去拉力F后雪橇还能滑行的距离.

答案

(1)对小孩和雪橇受力分析如图1,根据平衡条件得:

mg=Fsinθ+FN

Fcosθ=f,

f=μFN

代入数据解得F=100N.

(2)F撤消后,小孩和雪橇做匀速运动,受力分析如图2

由牛顿第二定律得

f′=ma,f′=μFN′,FN′=mg

代入数据解得a=5m/s2

o-v2=-2ax,

∴x=1.6m.

答:(1)拉力F的大小为100N.

(2)撤去拉力F后雪橇还能滑行的距离为1.6m.

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