题目内容

(9分)如图所示,一平板车以速度 vo = 5 m/s 在水平路面匀速行驶,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 ,货箱放到车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程车可视为始终做 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)货箱刚放上平板车瞬间,货箱的加速度大小和方向;

(2)货箱放到车上开始计时,经过多少时间货箱与平板车速度相同;

(3)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 。

 

【答案】

(1)a=μg=2 m/s2  ,方向与车前进方向相同   (2)t=1s  (3)1 m

【解析】

试题分析:(1)货箱刚放上平板车瞬间,货箱相对平板车向左运动,由μmg = ma,得a=μg=2 m/s2  ,方向与车前进方向相同

(2) 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,

由at  = vo – a1t   得t=1s

(3)当货箱和车速度相等,此时货箱和车的位移分别为 x1 、x2,

对货箱:x1 = vot - a1t2     对平板车:  x2 = vo t - at 2

此时,货箱相对车向后移动了 △x = x2 – x1 = 2.5 m < l = m ,货箱不会从车后端掉下。

由于货箱的最大加速度 a = μg = 2 m/s2 < a1 ,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 v = a1t  = 2 m/s 

对货箱: s1 = v2/2 a1 = 1 m

对平板车:  s2 = v2/2a = 2/3m

故货箱到车尾的距离  d= l-△x + s1 - s2 = 1 m

考点: 匀变速直线运动

 

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