Question

如圖所示小孩和雪橇的總質量M=10kg，大人用與水平方向成θ=53°角斜向上的拉力F拉雪橇，使雪橇沿水平地面以4m/s速度做勻速直線運動．（已知雪橇與水平地面的動摩擦因數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撤消后雪橇還能滑行多遠？

Answer 1

分析：（1）以雪橇為研究對象，通過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，由牛頓第二定律可求得加速度，由運動學公式求得滑行距離．

解答：解：（1）受力分析如圖所示，將F向水平方向和豎直方向分解，由平衡關系可知：

豎直向上：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撤消后物體做勻減速運動，

N=mg；
f=μN；
由牛頓第二定律可得：
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）拉力為50N；（2）撤去拉力后雪橇還能滑行1.6m．

點評：本題屬牛頓運動定律的基本題型，只要能掌握運動情景及正確受力分析即可順利求解．