题目内容
如图所示,一平板车以某一速度v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动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2.为使货箱不从平板车上掉下来,平板车匀速行驶的速度v应满足什么条件?
【答案】分析:根据牛顿第二定律求出货箱的加速度,正确分析小车和滑块运动情况,当两者速度相等时,若货箱没有掉下来,由于后来货箱相对于平板车向前运动,则就不会掉下来了,根据速度相等,找出二者之间的位移关系,即可正确解答.
解答:解: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:mgμ=ma1
所以货箱向右做匀加速运动的加速度:a1=μg=2m/s2.
又:v=a1t
货箱向右运动的位移:
x箱=
a1t2,
平板车向右运动的位移:
x车=vt-
at2
当货箱和平板车速度相等时:
v=v-at
为使货箱不从平板车上掉下来,应满足:x车-x箱≤l
联立得:v≤
代入数据:v≤6m/s.
故答案为:v≤6m/s.
点评:本题关键正确分析平板车和货箱的运动情况,明确他们之间的位移、速度关系,根据运动学公式结合几何关系列方程求解.
解答:解: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:mgμ=ma1
所以货箱向右做匀加速运动的加速度:a1=μg=2m/s2.
又:v=a1t
货箱向右运动的位移:
x箱=
平板车向右运动的位移:
x车=vt-
当货箱和平板车速度相等时:
v=v-at
为使货箱不从平板车上掉下来,应满足:x车-x箱≤l
联立得:v≤
代入数据:v≤6m/s.
故答案为:v≤6m/s.
点评:本题关键正确分析平板车和货箱的运动情况,明确他们之间的位移、速度关系,根据运动学公式结合几何关系列方程求解.
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