一列火车从静止开始,在平直水平轨道上运动,运动中机车保持牵引力不变,机车和每节车厢在运动中收到的阻力均为自身重力的μ倍,列车开始运动后,在最初20秒内前进了40米,20秒末最后一节车厢脱钩滑行20秒停止,这时它与前面的列车相距84米,问最后一节车厢的质量是整个列车的总质量的几分之几?(g取10米每秒)
答案:1/21
求解析
一列火车从静止开始,在平直水平轨道上运动,运动中机车保持牵引力不变,机车和每节车厢在运动中收到的阻力均为自身重力的μ倍,列车开始运动后,在最初20秒内前进了40米,20秒末最后一节车厢脱钩滑行20秒停止,这时它与前面的列车相距84米,问最后一节车厢的质量是整个列车的总质量的几分之几?(g取10米每秒)
答案:1/21
求解析
解
1)匀加速运动,V0=0,V01=V0+at,t=20,s1=40
因为S1=1/2at²=1/2a(20)²=40,解得a=0.2m/s²,V01=4m/s
2)一节车厢脱钩,走了20秒停止,Vt=0=V01+a1*t,解得a1=-0.2m/s²
走了S2=V01*t+1/2a1*t²=40m
列车又走了84+40=124m=V01*20+1/2*a3*20²
列车在一节车厢脱钩后的加速度a3=0.22m/s²
4)一车厢脱钩后,列车及速度从0.2增加到0.22;当阻力系数都相同时,脱钩车厢的质量应当是整列车的1/10 不知这个答案满意不?
解:由S=1/2at²,得a=0.2m/s²,末速度V1=4m/s,设总质量为m1,一节车厢重m2.所以牵引力F=m1a+μm1g。又此时最后一节脱落,由V=at得,减速时加速度a'=0.2m/s²=μg,即μ=0.02.由题知,从车厢脱落到停止,机头总位移S'=124m,运动时间t'=20s,初速度为V1=4m/s,则有1/2(V1+V2)t'=S',解得V2=8.4m/s,即脱落后机头加速度A=0.22m/s²,
又A=[F-μ(m1-m2)g]/(m1-m2),将F=m1a+μm1g带入得化简得0.02m1=0.42m2,即m2/m1=1/21