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a1 =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)