题目内容

如图所示,一平板车以某一速度v0=5 m/s匀速行驶,某时刻一货箱(可视为质点)无初速度地放置于平板车上,货箱离车后端的距离为l=3m,货箱放到车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程可视为做a1=3 m/s2的匀减速直线运动.已知货箱与平板车之间的摩擦因数为μ=0.2,g=10 m/s2.求:

(1)通过计算,判断货箱能否从车后端掉下来;

(2)如果货箱不能掉下,则最终停止时离车后端的距离d是多少?

(3)如果货箱不能掉下,最后都停止运动,平板车再从静止开始以a2=4 m/s2的加速度匀加速直线运动,经过3秒,货箱距离车后端多远?已知平板车后端离地面高1.25 m,货箱落地后不动.

答案:
解析:

  解(1)货箱放到车上后,先做匀加速运动,设经过时间t和车达到相同速度,此时货箱和车的位移分别为

  对货箱:

  ,,

  对平板车:

  

  此时,货箱相对车向后移动了m<m,故货箱不会从车后端掉下来.

  (2)由于货箱的最大加速度,所以二者达到相同速度后,分别以不同的加速度匀减速运动到停止,此时相同速度为

  对货箱:m,对平板车:m

  故货箱到车尾的距离m

  (3)设经过时间货箱和车分离,由位移关系得:,解得.

  分离时货箱速度,货箱做平抛运动,经过时间落地,,得

  则在平板车启动的内,货箱的水平位移m

  平板车的位移为:m

  故货箱距离平板车后端:m


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