问题 问答题

一辆机车挂着车厢由静止开始在水平轨道上匀加速行驶,前10s走了40m,突然机车与车厢脱钩,又过了10s,机车与车厢相距60m,若机车牵引力保持不变,求机车与车厢的质量比?(动摩擦因数为0.02,空气阻力不计,取g=10m/s2

答案

M:m =" 5:" 1

设机车和车厢的质量分别为M和m,机车和车厢构成的系统,在脱钩前、后受到的合外力F不变。

F=(M+m)…… (1)

由运动规律得,脱钩前机车和车厢的共同加速度为

=="0.8m/" s

脱钩后机车和车厢的加速度分别为12,由质点系牛顿第二定律(如果一个质点系在任意的X方向上受到的合外力为Fx,质点系中的n个质点的质量分别为m1、m2、……mn,在X方向的加速度分别为1x2x、……nx,那么有Fx=m11x+m22x +……+mnnx) 得:

F=M1+ m2 …… (2)

由(1)(2)式和2 =-μg求得

1=+0.8

由运动学公式得ΔS = S-S=t221-2)=" 60" …… (3)

解(3)式得M:m =" 5:" 1

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