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?

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=a1t2                 ②           

又                           v= a1 t                    ③           

平板车向右运动的位移        S=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+L≥S车            ⑥           

联立方程①~⑥解得:                                 

代入数据: v0≤6m/s

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