Question

在平直铁轨上以60m/s速度行驶的动车组车箱内，乘客突然发现，悬挂在箱顶上的物体悬线向车前进方向偏离竖直方向θ=14°角，如图所示，从此刻起动车组保持该情形不变，求：（tan14°=0.25，g=10m/s²）
（1）动车组是匀加速直线运动还是匀减速直线运动；
（2）动车组的加速度大小；
（3）动车组若作匀减速直线运动，30s内运动的距离．

Answer 1

分析：（1）由图可知，合力方向水平向左，而速度水平向右，故为匀减速运动
（2）由图可得合外力，进而由牛顿第二定律可得到加速度
（3）先由加速度判定停止时间，进而求30s内的位移

解答：解：
（1）由图可知，合力方向水平向左，而速度水平向右，动车组做匀减速直线运动；　　　
（2）球所受合外力为：F=mgtanθ，故其加速度为：a=

mgtanθ

m

=gtan14°=2.5m/s²
车与球的加速相同，也是2.5m/s²
（3）设经过时间t车停止，则有：t=

v0

a

=

60

2.5

s=24s
故24s以后，车就停止了，30s内的位移为：s=

v0

2

t=

60

2

×24m=720m
答：
（1）动车组是匀减速直线运动；
（2）车的加速度为2.5m/s²
（3）动车组若作匀减速直线运动，30s内运动的距离为720m

点评：本题重点是第三问，刹车问题一定要判定刹车时间，这地方最容易出错．