题目内容
水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R.在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点.已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动;B平行于x轴朝x轴正向匀速运动.在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l).假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小.
答案
解析 设B车的速度大小为v.如图,标记R在时刻t通过点K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G.由运动学公式,H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为yA=2l+at2①
xB=vt ②
在开始运动时,R到A和B的距离之比为2∶1,即OE∶OF=2∶1
由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之
比都为2∶1.因此,在时刻t有HK∶KG=2∶1 ③
由于△FGH∽△IGK,有HG∶KG=xB∶(xB-l) ④
HG∶KG=(yA+l)∶(2l) ⑤
由③④⑤式得xB=l ⑥
yA=5l ⑦
联立①②⑥⑦式得v=
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