如圖所示,一小型汽車的貨廂長度為l=3m,貨廂中有一件質量為m=40kg的貨物P(可視為質點),它到貨廂後壁的...
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問題詳情:
如圖所示,一小型汽車的貨廂長度為l=3m,貨廂中有一件質量為m=40kg的貨物P(可視為質點),它到貨廂後壁的距離為l1=1m。已知貨物與貨廂底板間的動摩擦因數為µ=0.3,重力加速度g取10m/s2。
(1)若汽車以2m/s2加速度啟動,求貨物所受摩擦力f的大小;
(2)若汽車緩慢啟動,貨物與汽車無相對滑動,汽車以36km/h
的速度在平直公路上勻速行駛。因為前方紅燈,司機以5m/s2的加速度開始剎車(可視為勻減速直線運動)直到停止。假設不考慮司機的反應時間,試通過計算判斷汽車從開始剎車到停止過程,貨物會不會與貨廂前壁碰撞。
【回答】
解析:(1)假設貨物恰好滑動時的加速為,由牛頓第二定律可知:
解得
因為
所以此時貨物相對於汽車並未滑動,則此時的摩擦力為:
(2)汽車速度從減小到0的時間為:
這段時間內汽車的位移為:
此時貨物相對於汽車發生滑動,貨物的位移為:
比較可知,則貨物會與貨廂前壁發生碰撞
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題
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