为满足不同列车间车厢进行重新组合的需要,通常需要将相关的列车通过“驼峰”送入编组场后进行重组(如图所示),重组后的车厢同一组的分布在同一轨道上,但需要挂接在一起.现有
◎ 题目
为满足不同列车间车厢进行重新组合的需要,通常需要将相关的列车通过“驼峰”送入编组场后进行重组(如图所示),重组后的车厢同一组的分布在同一轨道上,但需要挂接在一起.现有一列火车共有n节车厢,需要在编好组的“驼峰”左侧逐一撞接在一起.已知各车厢之间间隙均为s0,每节车厢的质量都相等,现有质量与车厢质量相等、且没有动力驱动的机车经过“驼峰”以速度v0向第一节车厢运动,碰撞后通过“詹天佑挂钩”连接在一起,再共同去撞击第二节车厢,直到n节全部挂好.不计车厢在挂接中所受到的阻力及碰撞过程所需的时间,求: (1)这列火车的挂接结束时速度的大小; (2)机车带动第一节车厢完成整个撞接过程所经历的时间. (3)这列火车完成所有车厢挂接后,机车立即开启动力驱动,功率恒为P,在行驶中的阻力f恒定,经历时间t达到最大速度,求机车此过程的位移. |
◎ 答案
(1)在车厢连接的过程中,不计车厢在挂接中所受到的阻力,动量守恒,整个挂接过程中根据动量守恒定律得: mv0=(n+1)mv 解得:v=
(2)与第1节车厢挂接时,根据动量守恒定律得: mv0=2mv1 解得:v1=
则机车带动第一节车厢运动的时间t1=
同理与第2节车厢挂接时,根据动量守恒定律得: 2mv1=3mv2 解得:v2=
则机车带动第一、二节车厢运动的时间t2=
… 同理可知机车带动n-1节车厢运动的时间为tn-1=
则总时间t=t1+t2+…+tn-1=
(3)当牵引力等于阻力时,速度最大,则vm= |