Question

质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用与水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇，拉力的大小为200N，雪橇与地面间的动摩擦因数为0.2，（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，取取重力加速度g=10m/s²）
（1）作出正确受力分析示意图；
（2）求雪橇对地面的压力大小；
（3）求雪橇运动的加速度大小．

Answer 1

分析：（1）以小孩和雪橇整体为研究对象，分析受力情况，作出力图，
（2）根据竖直方向受力平衡求出地面对雪橇支持力，由牛顿第三定律求出雪橇对地面的压力．
（3）根据牛顿第二定律和摩擦力公式求解加速度．

解答：解：（1）以小孩和雪橇为整体的受力分析图如图


（2）以小孩和雪橇整体为研究对象，整体竖直方向上整体没有位移，则有
    F_N+Fsin37°=mg 
解得，支持力N=280N       
由牛顿第三定律可知对地面的压力为280N
（3）根据牛顿第二定律得
   Fcos37°-f=ma 
又f=μF_N  
得 a=

Fcos37°-μFN

m

=

200×0.8-0.2×280

40

m/s2=2.6m/s2
答：（1）受力分析如上图；（2）地面对雪橇的支持力大小是280N；（3）雪橇的加速度大小是2.6m/s²．

点评：（1）以小孩和雪橇整体为研究对象，分析受力情况，作出力图，根据竖直方向力平衡求出支持力．
（2）根据牛顿第二定律和摩擦力公式求解加速度．