首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
牛顿第二定律
> 正文
返回
打印
如图所示，质量为M的卡车载有质量为m的重物在平直的公路上以速率v前行，重物与车厢前壁距离为L．卡车紧急制动后做匀变速直线运动，车轮与地面间的动摩擦因数为μ1，重力加速度
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，质量为M的卡车载有质量为m的重物在平直的公路上以速率v前行，重物与车厢前壁距离为L．卡车紧急制动后做匀变速直线运动，车轮与地面间的动摩擦因数为μ
1
，重力加速度为g．则：
（1）若重物与车厢没有相对滑动，从卡车制动开始到完全停止需要多长时间？此期间重物所受的摩擦力为多大？
（2）若重物与车厢有相对滑动，它们之间的动摩擦因数为μ
2
，为了避免制动时重物与车厢前壁发生碰撞，卡车制动前的速率最大为多少？
◎ 答案
（1）设卡车运动方向为正，重物与车厢之间的摩擦力大小为f，
由题意：0=v-at
对整体受力分析，由牛顿第二定律可知：
μ
1
（M+m）g=（M+m）a，
联立可得：
t=
v
μ
1
g
，
重物所受的摩擦力大小为：f=ma=μ
1
mg，与v方向相反
（2）设卡车与地面的摩擦力大小为f
1
，卡车受到的合外力大小为F
1
，重物与车厢之间的摩擦力大小为f
2
，
在制动过程中，对卡车受力分析可得：F
1
=f
1
-f
2
=μ
1
（M+m）g-μ
2
mg
设卡车从制动到停止运动的对地位移为s
1
，加速度大小为a
1
，有F
1
=Ma
1
设从卡车制动到重物停止运动，重物的对地位移为s
2
，受到的合外力大小为F
2
，加速度大小为a
2
，由题意有F
2
=f
2
=μ
2
mgF
2
=ma
2
且a
1
＞a
2
设重物与车厢前壁恰能发生接触，则有s
2
-s
1
=L，其中
s
1
=
v
2
2
a
1
，
s
2
=
v
2
2
a
2
联立可得：
v=
2
μ
2
Lg[
μ
1
M+(
μ
1
-
μ
2
)m]
(
μ
1
-
μ
2
)(M+m)
．
所以卡车制动前的速率最大为
v=
2
μ
2
Lg[
μ
1
M+(
μ
1
-
μ
2
)m]
(
μ
1
-
μ
2
)(M+m)
答：（1）若重物与车厢没有相对滑动，从卡车制动开始到完全停止所需时间为
v
μ
1
g
，此期间重物所受的摩擦力为μ
1
mg
（2）若重物与车厢有相对滑动，它们之间的动摩擦因数为μ
2
，为了避免制动时重物与车厢前壁发生碰撞，卡车制动前的速率最大为
2
μ
1
Lg[
μ
1
M+(
μ
1
-
μ
2
)m
(
μ
1
-
μ
2
)(M+m)
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，质量为M的卡车载有质量为m的重物在平直的公路上以速率v前行，重物与车厢前壁距离为L．卡车紧急制动后做匀变速直线运动，车轮与地面间的动摩擦因数为μ1，重力加速度…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/342776.html
十二生肖
十二星座
