如图所示,一平板车以某一速度?vo=5m/s?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=m,货箱放到车上的同时,平板车开

发布时间:2020-08-12 13:48:23

如图所示,一平板车以某一速度?vo=5m/s?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=m,货箱放到车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程可视为做?a1=3m/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=10m/s2.求:
(1)通过计算,判断货箱能否从车后端掉下来
(2)如果货箱不能掉下,则最终停止时离车后端的距离?d?是多少
(3)如果货箱不能掉下,最后都停止运动,平板车再从静止开始以?a2=4m/s2?的加速度匀加速直线运动,经过?3?秒货箱距离车后端多远?已知平板车后端离地面高?1.25m,货箱落地后不动.

网友回答

解:(1)货箱放到车上后,先做匀加速运动,设经过时间t和车达到相同速度,此时货箱和车的位移分别为?x1、x2
???????? 对货箱:μmg=ma1????a1t=vo-at?????x1=vot-a1t?2
???????? 对平板车:x2=vot-at?2
???? 此时,货箱相对车向后移动了△x=x2-x1=2.5m<l=m,
???? 故货箱不会从车后端掉下来.
??? (2)由于货箱的最大加速度?a1=μg=2m/s2<a,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,
???????? 此时相同速度为?v=a1t=2m/s
???????? 对货箱:s1==1m?????对平板车:s2==m???? 故货箱到车尾的距离??d1=l-△x+s1-s2=1m.
??? (3)设经过时间t1货箱和车分离,由位移关系得:d1=a2t12-a1t12???解得:t1=1s
???????? 分离时货箱速度?v1=a1t1=2m/s,货箱做平抛运动,经过时间t2落地,
???????? 所以h=gt22,得?t2=0.5s?
???????? 则在平板车启动的?t3=3s?内,货箱的水平位移?x1’=a1t12+v1?t2=2m
???????? 平板车的位移为:x2’=a2t32=18m
???????? 故货箱离平板车后端的距离:d2=x2’-x1’-d1=15m.
答:(1)货箱不会从车后端掉下来;(2)最终停止时离车后端的距离?d?是1m;(3)经过3秒货箱距离车后端15m.
解析分析:(1)货箱先相对平板车向左滑,当与平板车的速度相等后相对平板车向右滑.若货箱与平板车的速度相等时,货箱仍未从平板车上掉下,则以后货箱不会从平板上掉下来.
(2)由于货箱的最大加速度?a1=μg=2m/s2<a,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.根据匀变速运动基本公式即可求出距离d.
(3)平板车再从静止开始以?a2=4m/s2?的加速度匀加速直线运动后,要分析货箱会不会掉下来,如果掉下就做平抛运动,而平板车仍然做匀加速运动,算出各自的水平位移,根据位移的关系求解.

点评:本题是相对运动的题目,要对每个物体分别分析其运动情况,利用运动学的基本公式,再根据速度和位移的关系求解,本题运动过程较为复杂,难度较大.
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