题目内容

19.如图所示,在水平地面上有一辆电动遥控车,其上表面MN与一条上端固定的长绳末端P点等高,遥控车始终以v0=2m/s的速度向右运动,可视为质点的微型机器人从绳的上端O点先沿绳从静止开始自由下落一段距离后,突然紧握长绳以大小a1=20m/s2的加速度匀减速下滑,滑至长绳末端时速度恰好减为零,此时遥控车恰好到达P点正下方,机器人落在车上后,由于摩擦力的作用,会以大小为a2=2m/s2的加速度向右滑动,直到其速度增至等于遥控车的速度为止,已知绳长l=7.5m,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.求:
(1)机器人从O点滑至P点所用的时间t;
(2)为使机器人能留在车上,遥控车上表面的最小长度L.

分析 (1)根据速度位移公式,抓住总位移的大小求出自由下落的末速度,结合速度时间公式求出总时间.
(2)抓住速度相等时两者的位移大小求出位移之差,即车的最小长度

解答 解:(1)自由下滑的加速度为重力加速度g,设所用时间为t1,末速度为v1=gt1
减速下滑时间为t2,根据速度关系知gt1=a1t2…①
位移关系l=$\frac{g{t}_{1}}{2}$(t1+t2)…②
总时间t=t1+t2…③
由①②③式知:t=1.5s
(2)机器人落到车上后向右匀加速运动,与车同速时对地位移位x1,
x1=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2{a}_{2}}$
车对地位移为:x2=v0t′=v0•$\frac{{v}_{0}}{{a}_{2}}$
人和车的相对位移为△S,
则△s=x2-x1…⑦
联立解得:△s=1m
即小车最小长度L应为1m;
答:(1)机器人从O点滑至P点所用的时间t为1.5s;
(2)为使机器人能留在车上,遥控车上表面的最小长度L为1m

点评 本题涉及到多个运动的过程,对每个过程都要仔细的分析物体运动的情况,这道题可以很好的考查学生的分析问题的能力,有一定的难度

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