【题目】如图所示,质量M= 50kg的运动员在进行体能训练时,腰部系着一不可伸长的轻绳,绳另一端连接质量m=11 kg的轮胎。当运动员由静止开始沿水平跑道匀加速奔跑时,绳的拉力大小为70N,绳与跑道的夹角为370,5s末绳突然断裂。轮胎与跑道间的动摩擦因数μ=0.5,空气阻力不计,已知sin 37°=0.6,g=10 m/s2。求:
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(l)运动员的加速度大小;
(2)3s末运动员克服绳拉力做功的功率;
(3)整个过程中轮胎克服摩擦力做的功。
【答案】(1)2m/s2(2)336W(3)1400J
【解析】
(1)对轮胎,由牛顿第二定律得:
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又因为:![]()
解得:![]()
(2)3s末运动员的速度为![]()
3s末运动员克服绳子拉力做功的功率![]()
(3)在加速过程中,轮胎的位移为![]()
全过程对轮胎由动能定理得:![]()
则:![]()