题目内容
武广高铁的开通,给出行的人们带来了全新的感受。高铁每列车均由七节车厢组成,除第四节车厢为无动力车厢外,其余六节车厢均具有动力系统。设每节车厢的质量均为m,各动力车厢产生的动力相同,经测试,该列车启动时能在时间t内将速度提升到v,已知运动阻力是车重的k倍,求:
(1).列车在启动过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力
(2).列车在匀速行驶时,第六节车厢失去了动力,若仍要保持列车的匀速
行驶状态,则第五节车厢对第六节车厢的作用力改变多少?
(1) 解:列车启动时做初速度为零的匀加速直线运动,启动加速度为:
(1分)
对整个列车,由牛顿第二定律得:
(2分)
对第六、七两节车厢,水平方向受力,如图所示:
(2分)
所以:
(1分)
其中“—”表示实际作用力与图示方向相反,即与列车运动方向相反。(1分)
(2)列车匀速运动时,对整体由平衡得:
(2分)
设六节车厢都有动力时,第五六节车厢间的作用力为T1,则有:
(2分)
第六节车厢失去动力时,扔保持列车匀速运动,则总牵引力不变,设此时第五六节车厢间的作用力为T2,则有:
(2分)
联立得:
因此作用力的变化:
(1分)
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