Question

如圖所示，已知小孩與雪橇的總質量為m=20 kg，靜止于水平冰面上的A點，雪橇與冰面間的動摩擦因數為μ=0.1。（g取10m/s²）
（1）媽媽先用30N的水平恒力拉雪橇，經8秒到達B點，求A、B兩點間的距離L。
（2）若媽媽用大小為30N，與水平方向成37°角的力斜向上拉雪橇，使雪橇從A處由靜止開始運動并能到達（1）問中的B處，求拉力作用的最短距離。（已知cos37°=0.8 ，sin37°= 0.6）
（3）在第（2）問拉力作用最短距離對應的運動過程中，小孩與雪撬的最大動能為多少？  

Answer 1

解：（1）對小孩進行受力分析，由牛頓第二定律得：
F-μmg=ma
a=0.5m/s²
L=
L=16 m
（2）設媽媽的力作用了x距離后撤去，小孩到達B點的速度恰好為0
方法一：由動能定理得Fcos37°x-（L -x）= 0
方法二：Fcos37°-=ma_1  
2            


x=12.4 m
（3）小孩和雪撬在媽媽撤去力時的動能最大
方法一：由動能定理得Fcos37°x-
方法二：由動能公式得
E_k=72J (數值在71.9至72之間均可)