问题 问答题

如图所示,一位质量为m=65kg的特技演员,在进行试镜排练时.从离地面h1=6m高的楼房窗口跳出后竖直下落.若有一辆平板汽车正沿着下落点下方所在的水平直线上以V0=6m/s的速度匀速前进.已知该演员刚跳出时,平板汽车恰好运动到其前端距离下落点正下方3m处,该汽车车头长2m,汽车平板长 4.5m,平板车板面离地面高h2=1m.人可看作质点.g取l0m/s2,人下落过程中未与汽车车头接触,人与车平板间的动摩擦因数μ=0.2.问:

(1)人将落在平扳车上距车尾端多远处?

(2)假定人落到平板车上后立即俯卧在车上不弹起,司机同时使车开始以大小为a=4m/s2的加速度做匀减速直线运动,直至停止,则人是否会从平板下上滑下?

(3)人在平板车上相对滑动的过程中产生的总热量Q为多少?

答案

(1)设人下落时间为t,则h1-h2=

1
2
gt2

车在时间t内运动的位移x=v0t

代入数据解得x=6m

人在车上的落点距车尾端距离d=(3+2+4.5)m-6 m=3.5 m

(2)人在车平板上的加速度a=

μmg
m
=2m/s2

设人未滑下,且经时间t'人与车达到相等的速度v,则

v=at'=v0-at'

x=v0t′-

1
2
at2

人相对车向后滑动△x=x-x

代入数据解得△x=3m<3.5m,故不会滑下  

(3)人与车达到相等的速度后,车向前减速直至停止的位移x=

v2
2a

人向前减速直至停止的位移x=

v2
2a

人相对车向前滑动△x'=x'-x'

人在平板上来回摩擦产生的总热量:Q=μmg(△x+△x')

代入数据解得Q=455 J.

答:(1)人在车上的落点距车尾端距离为3.5 m;

(2)人不会从平板下上滑下;

(3)人在平板车上相对滑动的过程中产生的总热量Q为455 J.

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