题目内容
如图所示,一平板车以某一速度v0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,货箱放入车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程可视为做a=4m/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=10m/s2。为使货箱不从平板上掉下来,平板车匀速行驶的速度v0应满足什么条件?
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v0≤6m/s
解析:
货箱先相对平板车向左滑,当与平板车的速度相等后相对平板车向右滑。若货箱与平板车的速度相等时,货箱仍未从平板车上掉下来,则以后货箱不会从平板上掉下来。
设经过时间t,货箱和平板车达到共同速度v,以货箱为研究对象,由牛顿第二定律得,货箱向右作匀加速运动的加速度 a1=μg ①
货箱向右运动的位移 S箱=a1t2 ②
又 v= a1 t ③
平板车向右运动的位移 S车=v02-at2 ④
又 v= v0-a t ⑤
为使货箱不从平板车上掉下来,应满足:S箱+L≥S车 ⑥
联立方程①~⑥解得:
代入数据: v0≤6m/s
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