Question

【題目】如圖，總質量為M的車沿水平路面以速度勻速前進，中途質量為m的掛車脫節(jié)，機車發(fā)動機的牽引力為F且始終保持不變，機車和掛車所受地面的摩擦力都與重力成正比，機車和掛車都視為頂點，重力加速度取g。

(1)掛車脫節(jié)后，機車發(fā)動機輸出功率怎樣變化？

(2)在掛車停止的瞬間，機車的速度等于多少？

(3)在掛車停止運動前，系統(tǒng)的動能怎樣變化？

Answer 1

【答案】(1)增大；(2)；(3)系統(tǒng)的動能增加。

【解析】

(1)掛車脫節(jié)后，機車所受的牽引力大于地面對它的摩擦力，機車開始做勻加速直線運動：因為牽引力不變，速度不斷增大，故發(fā)動機輸出功率不斷增大；

(2)由于掛車脫節(jié)到掛車停止的過程中，機車和掛車所構成的系統(tǒng)所受的外力：牽引力與兩車的摩擦力的合力等于零，符合動量守恒定律的條件，選取方向為正：

解得：

；

(3)當掛車停止時，系統(tǒng)的動能為：

因為，故在掛車停止運動前，系統(tǒng)的動能增加。