一平板车以某一速度v0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

发布于2022-05-20 08:26:59

如图所示,一平板车以某一速度v0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摩擦因数为μ=0.2,g=10 m/s2。求:⑵如果货箱恰好不掉下,则最终停在离车后端多远处?

3个回答
admin
网友回答2022-05-20
平板车参照系,则货箱有向后的速度V0 分析受力,受向前的摩擦力μmg,惯性力ma 设其位移为x 0-V0^2=-2(μg+a)x 解得x=(v0^2)/2(μg+a) 要使x<=l 即(v0^2)/2(μg+a)<=l 解得v0<=3√(2)
admin
网友回答2022-05-20
解析:货箱先相对于平板车向左滑,当与平板车的速度相等后相对于平板车向右滑。若货箱与平板车的速度相等时,货箱仍未从平板车上掉下来,则以后货箱不会从平板车上掉下来。 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,由牛顿第二定律得货箱向右作匀加速运动的加速度a′=μg 货箱向右运动的位移S箱=0.5a′t2 又v=a′t 以平板车为研究对象,向右运动的位移 S车=v0t-0.5at2 又v=v0-at 为使货箱不从平板车上掉下来,应满足S箱+l≥S车 联立解得 v0≤根号下(2(a+μg)l) 代入数据得 v0≤6m/s
admin
网友回答2022-05-20
(1)货箱:μmg=ma1 得a1=2.0m/s2,方向向前 (2)假设货箱能与平板车达到共速,则 箱:v=a1t 车:v=v0-a2t 得t=1.0s v=2.0m/s 箱:s1= 0+v 2 t=1m 对平板车:s2=v0t? 1 2 a2t′2=6×1? 1 2 ×4×1mm=4m. 此时,货箱相对车向后移动了:△x=s2-s1=3m<3 1 6 m, 故货箱不会掉下. (3)由于货箱的最大加速度为:a1=μg=2m/s2<a2,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,此后货箱和车的位移分别为x3、x4, 对货箱:x3= v2 2a1 = 4 4 m=1m, 对平板车:x4= v2 2a2 = 4 8 m=0.5m, 故货箱到车尾的距离为:d=l-△x+x3-x4= 2 3 m. 答:(1)货箱放上平板车时加速度大小为2m/s2和方向向前. (2)货箱不会掉下. (3)最终停止时离车后端的距离d是 2 3 m.

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