Question

【题目】如图甲所示在我国东北寒冷的冬季，狗拉雪橇是上世纪人们出行的常见交通工具，狗系着不可伸长的绳拖着雪橇从静止开始沿着笔直的水平地面加速奔跑，5s后拖绳断了，雪橇运动的v﹣t图象如图乙所示，已知拉雪橇的绳子与水平地面的夹角为37°，雪橇和雪橇上的小孩总质量为m＝40kg。（不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）求：

（1）雪橇与地面间的动摩擦因数。

（2）绳对雪橇的拉力大小。（计算结果小数点后保留一位数字）

Answer 1

【答案】（1）0.5　（2）254.5N

【解析】

根据速度时间图线求出做匀减速直线运动的加速度，然后应用牛顿第二定律求出动摩擦因数；根据图示图象求出加速过程的加速度，然后应用牛顿第二定律求出拉力大小。

（1）绳断失去拉力F后，由速度图象得此过程的加速度：a2＝﹣5m/s2

根据牛顿运动定律有：﹣μmg＝ma2

解得：μ＝0.5

（2）力F拉动木块的过程中，根据牛顿运动定律有：Fcos37°﹣μ（mg﹣Fsin37°）＝ma1

由速度图象得此过程的加速度：a1＝2m/s2

联立解得：F＝254.5N