Question

【題目】如圖所示，質量M= 50kg的運動員在進行體能訓練時，腰部系著一不可伸長的輕繩，繩另一端連接質量m=11 kg的輪胎。當運動員由靜止開始沿水平跑道勻加速奔跑時，繩的拉力大小為70N，繩與跑道的夾角為370，5s末繩突然斷裂。輪胎與跑道間的動摩擦因數μ=0.5，空氣阻力不計，已知sin 37°=0.6，g=10 m/s2。求：

(l)運動員的加速度大小；

(2)3s末運動員克服繩拉力做功的功率；

(3)整個過程中輪胎克服摩擦力做的功。

Answer 1

【答案】（1）2m/s2（2）336W（3）1400J

【解析】

（1）對輪胎，由牛頓第二定律得：

又因為：

解得：

（2）3s末運動員的速度為

3s末運動員克服繩子拉力做功的功率

（3）在加速過程中，輪胎的位移為

全過程對輪胎由動能定理得：

則：