1.如圖所示,質(zhì)量50kg的雪橇(包括人)在與水平方向成37°角、大小為250N的拉力F作用下,沿水平地面由靜止開始做直線運動,經(jīng)2s撤去拉力F,雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為0.20(cos37°=0.8,sin37°=0.6 ).求:
(1)2s末雪橇的速度大;
(2)雪橇在6s內(nèi)的位移大小.

分析 (1)對小孩和雪橇整體受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求得雪橇的加速度,利用速度公式可求速度
(2)雪橇運動的總路程分撤去力F前和撤之后,分別研究受力情況,由牛頓第二定律分別和運動學公式分別求路程,然后加和即雪橇運動的總位移.

解答 解:(1)對小孩和雪橇整體受力分析如圖所示:

根據(jù)牛頓第二定律:
水平方向:Fcosθ-Ff=ma1
豎直方向:FN+Fsinθ-mg=0
又:Ff=μFN
代入數(shù)據(jù)解得a1=2.6m/s2
根據(jù)運動學公式,2s末的速度為 v=a1t1=5.2m/s
(2)撤去F前,整體做勻加速運動,位移x1=$\frac{1}{2}$${a}_{1}{t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}×2.6×{2}^{2}$=5.2m
撤去F后,整體做減速運動,根據(jù)牛頓第二定律有:
滑動的加速度為-μmg=ma2,a2=-2m/s2
此后雪橇滑行的總時間為 t=$\frac{0-v}{{a}_{2}}$=$\frac{0-5.2}{-2}$=2.6s
則撤去F后4s內(nèi)位移等于2.6s的位移,為 x2=$\frac{v+0}{2}t$=$\frac{5.2}{2}×$2.6m=6.76m
雪橇在6s內(nèi)的位移為 x=x1+x2=5.2+6.76=11.96m
答:
(1)2s末雪橇的速度為5.2m/s;
(2)雪橇在6s內(nèi)的位移大小為11.96m.

點評 解決本題的關鍵是正確的受力分析,判斷物體的運動情況,結(jié)合牛頓第二定律求得加速度,利用運動學公式求解.

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(1)實驗前要先調(diào)整氣墊導軌底座使之水平,若用沙和沙桶的重力表示滑塊受到的合力,實驗中要滿足沙桶和沙的總質(zhì)量遠小于滑塊和遮光板的總質(zhì)量.
(2)某次實驗測得窄遮光板依次通過兩個光電門的時間分別為t1、t2,則滑塊的加速度為$\frac{lth59hn^{2}}{2L}(\frac{1}{{t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{t}_{1}^{2}})$(用題中所給物理量表示).
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D.使小球每次從斜槽的不同高度由靜止釋放
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