问题 计算题

一卡车拖挂一相同质量的车厢,在水平直道上以v0=12m/s的速度匀速行驶,其所受阻力可视为与车重成正比,与速度无关。某时刻,车厢脱落,并以大小为a=2m/s2的加速度减速滑行。在车厢脱落t=3s后,司机才发觉并紧急刹车,刹车时阻力为正常行驶时的3倍。假设刹车前牵引力不变,求卡车和车厢都停下后两者之间的距离。

答案

解:设卡车的质量为M,车所受阻力与车重之比为μ;刹车前卡车牵引力的大小为F,卡车刹车前后加速度的大小分别为a1和a2。重力加速度大小为g。由牛顿第二定律有

设车厢脱落后,t=3s内卡车行驶的路程为s1,末速度为v1,根据运动学公式有

 ⑤

 ⑥

 ⑦

式中,s2是卡车在刹车后减速行驶的路程。设车厢脱落后滑行的路程为s,有

 ⑧

卡车和车厢都停下来后相距

由①至⑨式得

带入题给数据得

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