Question

17．如图所示，小孩和雪橇的总质量m=10kg，大人用与水平方向成θ=53°角斜向上F=70N拉力作用下拉雪橇，使雪橇从静止开始沿水平地面做匀加速直线运动．经过5秒钟撤去拉力，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）求匀加速运动的位移大小．
（2）拉力F撤消后雪橇还能滑行多远？

Answer 1

分析 （1）根据牛顿第二定律求出加速度的大小，结合位移时间公式求出匀加速运动的位移．
（2）根据速度时间公式求出匀加速运动的末速度，结合牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度大小，根据速度位移公式求出撤去F后还能滑行的距离．

解答 解：（1）根据牛顿第二定律得，匀加速运动的加速度a=$\frac{Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）}{m}$=$\frac{70×0.6-0.5×（100-70×0.8）}{10}$=2m/s²．
匀加速运动的位移${x}_{1}=\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×25m=25m$．
（2）匀加速运动的末速度v=at=2×5m/s=10m/s，
匀减速运动的加速度大小a′=μg=0.5×10m/s²=5m/s²，
撤去F后还能滑行的距离${x}_{2}=\frac{{v}^{2}}{2a′}=\frac{100}{10}m=10m$．
答：（1）匀加速运动的位移大小为25m．
（2）撤去F后雪橇还能滑行的距离为10m．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，基础题，注意撤去F前后摩擦力的大小不等．