题目内容

(13分)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=,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=3m/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:

⑴通过计算,判断货箱能否从车后端掉下来。

⑵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=4m/s2的加速度匀加速直线运动,经过3秒时,货箱距离车后端多远?已知平板车后端离地面高1.25m。货箱落地后不反弹。

 


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。

        解得:t =1 s           (2分)

此时,货箱相对车向后移动 △x ==2.5m <     (2分)

  故货箱不会从车后端掉下来。

(2)由于货箱的最大加速度只有a=μg=2m/s2 < a ,

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。    (1分)

此时相同速度   v1=a1t=2m/s

对货箱 s1=            对车                 (2分)

故货箱到车尾的距离 d=L-△x+s1-s2=1 m          (1分)

(3)设经过t1货箱和车分离

由位移关系得: 

解得  t1= 1 s                          (1分)

分离时货箱速度v=a1t1=2 m/s ,    

货箱做平抛运动,经过t2 落地:有   得t2=0.5s     (1分)

则在平板车启动后的3s内,货箱的水平位移x1=  (1分)

            平板车的位移为:x2=     (1分)

        故货箱距离车后端 d= x2-x1- d =15m   (1分)

 


(计算题其它解法酌情给分)

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