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一木箱放在平板车的中部,距平板车的后端、驾驶室后端均为L=1.5m,如图所示处于静止状态,木箱与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.5,现使汽车以a1=6m/s2的加速度匀加速启动,速度达到v=6m/s后接着做匀速直线运动,运动一段时间后匀加速刹车求:
(1)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上的位置;
(2)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时时间t'至少应为多少?(g=10m/s2

解:(1)设加速运动时木箱的最大加速度为am
则有 μmg=mam
解得 am=μg=5m/s2
由v=at1得,t1===1s,即经过t1=1s时车的速度达到6m/s,而此时木箱的速度为v2=amt1=5m/s
木箱还需要加速t2==s=0.2s才能与车一起匀速运动,这一过程车总共前进 s1=+vt2=4.2m
木箱前进 s2==3.6m
则木箱相对车后退△s=s1-s2=0.6m.故木箱离车后端0.9m.
(2)刹车时木箱离驾驶室s=2.1m,设木箱至少要前进s3距离才能停下,则
s3==3.6m
汽车刹车时间为t′,则s3-
解得,t′=0.5s
答:
(1)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上离后端0.9m处;
(2)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时时间t'至少应为0.5s.
分析:(1)汽车先匀加速运动后匀速运动,木箱也先匀加速运动后与汽车一起做匀速运动.汽车匀加速运动时,木箱相对于车后退,根据牛顿第二定律求出木箱匀加速运动的加速度,由速度公式求出汽车速度达到v=6m/s的时间,求出此时木箱的速度,再由速度公式得到木箱需要多长时间速度才能与汽车相同.由位移求出汽车和木箱相对地的位移,两者之差即可求得木箱在车上的位置.
(2)由速度位移关系公式求出木箱相对地运动的距离,刹车时为木箱恰好不撞到驾驶室时,木箱与汽车的位移之差恰好等于刚刹车时两者距离,由位移公式求解时间.
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.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后端,木箱到驾驶室的距离L=1.6m,已知木箱与车板间的动摩擦因数μ=0.484,平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍,平板车以v=22.0m/s恒定速度行驶,突然驾驶员刹车做匀减速运动,为使木箱不撞击驾驶室,g取10m/s2,试求:

(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?

(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大?

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科目:高中物理 来源:2010年吉林省长春二中高二下学期期末测试物理 题型:计算题

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(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?
(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大?

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科目:高中物理 来源:2010年吉林省高二下学期期末测试物理 题型:计算题

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(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?

(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大?

 

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科目:高中物理 来源:同步题 题型:计算题

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(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?
(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大?(g取10m/s2

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