【題目】避險(xiǎn)車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施,由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成,如圖豎直平面內(nèi),制動(dòng)坡床視為水平面夾角為θ(小角度)的斜面。一輛長(zhǎng)L=12m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床,當(dāng)車速為v1=23m/s時(shí),車尾位于制動(dòng)坡床的底端,貨物開(kāi)始在車廂內(nèi)向車頭滑動(dòng)。當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了s=4m時(shí),車頭距制動(dòng)坡床頂端d=38m。再過(guò)一段時(shí)間,貨車停止。已知空貨車質(zhì)量M是貨物質(zhì)量m4倍,貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4;貨車在制動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍。貨物與貨車分別視為小滑塊和平板,取cosθ=1,sinθ=0.1,g=10m/s2。

1)請(qǐng)畫出貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)受力示意圖,并求貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向;

2)請(qǐng)畫出當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)貨車的受力示意圖,并求出貨車此時(shí)的的加速度的大小和方向;

3)求出制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度。

【答案】15m/s2,方向沿制動(dòng)坡床向下,

2,5.5 m/s2,方向沿制動(dòng)坡床向下,

398m。

【解析】

1)設(shè)貨物的質(zhì)量為m,貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)受到重力mg、支持力和沿車廂向下的摩擦力,如圖所示:

貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)過(guò)程中,貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,受摩擦力大小為f,加速度大小為a1,則:

f+mgsinθ=ma1

f=μmgcosθ

代入數(shù)據(jù)得:a1=5m/s2,方向沿制動(dòng)坡床向下;

2)設(shè)貨車的質(zhì)量為M,貨車受到重力Mg、制動(dòng)坡床對(duì)它的支持力N和阻力F、貨物對(duì)它的壓力和摩擦力,如圖所示:

根據(jù)題意可得貨車的質(zhì)量為M=4m,設(shè)貨車加速度為a2,貨車受到制動(dòng)坡床的阻力大小為F,F是貨車和貨物總重的k=0.44倍,則:

F=k(m+M)g

根據(jù)牛頓第二定律得:

Mgsinθ+Ff′=Ma2

其中:

f′=f=μmgcosθ

解得:a2=5.5m/s2,方向沿制動(dòng)坡床向下;

3)貨車車尾位于制動(dòng)坡床底端時(shí)的車速為v=23 m/s。貨物在車廂內(nèi)開(kāi)始滑動(dòng)到車頭距制動(dòng)坡床頂端d=38m的過(guò)程中,用時(shí)為t,貨物相對(duì)制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為s2,貨車長(zhǎng)度L=12m,制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度為x,則

貨物運(yùn)動(dòng)位移為:

貨車運(yùn)動(dòng)位移為:

且有:

由幾何關(guān)系有:

x=L+d+s2

解得:x=98m。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】太空垃圾是圍繞地球軌道的無(wú)用人造物體,如圖所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意圖,對(duì)此有如下說(shuō)法,正確的是

A.太空垃圾一定能跟同一軌道上同向飛行的航天器相撞

B.離地越低的太空垃圾運(yùn)行周期越大

C.離地越高的太空垃圾運(yùn)行速率越大

D.離地越高的太空垃圾運(yùn)行加速度越小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲乙兩車在相鄰的平行車道同向行駛,做直線運(yùn)動(dòng),v-t圖象如圖所示,二者最終停在同一斑馬線處,則(  )

A.甲車的加速度小于乙車的加速度

B.t=0時(shí)乙車在甲車前方8.4m

C.t=3s時(shí)甲車在乙車前方0.6m

D.3s內(nèi)甲車始終在乙車后邊

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的坐標(biāo)系中, 第一象限內(nèi)存在與x軸成30°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng), 電場(chǎng)強(qiáng)度E=400 N/C;第四象限內(nèi)存在垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)軸方向的寬度OA=20cm, y軸負(fù)方向無(wú)限大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B = l×10-4。現(xiàn)有比荷為的正離子(不計(jì)重力),以某一速度v0O點(diǎn)射入磁場(chǎng), =60°,離子通過(guò)磁場(chǎng)后剛好從A點(diǎn)射出,之后進(jìn)入電場(chǎng)。

1)求離子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度的大小v0

2)離子進(jìn)入電場(chǎng)后,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間再次到達(dá)x軸上

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在“用單擺測(cè)量重力加速度”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)將擺懸掛后,進(jìn)行如下操作:

A)測(cè)擺長(zhǎng)L:用米尺量出懸點(diǎn)到擺球球心之間的長(zhǎng)度。

B)測(cè)周期T:將擺球拉起,然后放開(kāi)。在擺球某次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),同時(shí)將此次通過(guò)最低點(diǎn)作為第一次,接著一直數(shù)到擺球第60次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),按下秒表停止計(jì)時(shí)。讀出這段時(shí)間t,算出單擺的周期T

C)將測(cè)得的LT代入單擺的周期公式,算出g,將它作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1)請(qǐng)指出上面步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方。要求寫出該步驟的字母_____,并加以改正______。

2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)單擺的擺角逐漸減小,某次使用擺長(zhǎng)為0.960m的單擺,如圖所示。擺球從擺角θ5°開(kāi)始振動(dòng),某次當(dāng)擺球從AB經(jīng)過(guò)平衡位置O時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),發(fā)現(xiàn)該單擺隨后經(jīng)過(guò)30次全振動(dòng)的總時(shí)間是59.6s,經(jīng)過(guò)50次全振動(dòng)停止在平衡位置。

則該次測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎导s為_____m/s2

由于空氣阻力的影響,測(cè)得的重力加速度值_____(選填“偏大”、“偏小“或“不變”)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】若想檢驗(yàn)使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力使蘋果落地的力遵循同樣的規(guī)律,在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下,需要驗(yàn)證

A. 地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602

B. 月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602

C. 自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6

D. 蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】方形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,帶電粒子a、b是經(jīng)質(zhì)譜儀篩選出的具有相同比荷的帶電粒子,粒子從磁場(chǎng)左側(cè)邊界中點(diǎn)o垂直于邊界垂直于磁場(chǎng)射入磁場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,a、b粒子分別從方形磁場(chǎng)左下角和右下角離開(kāi)磁場(chǎng),則(

A.粒子帶正電

B.a粒子質(zhì)量大于b粒子

C.a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于b粒子

D.a粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大于b粒子

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小明要利用多用電表和電阻箱測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

(1)如圖甲所示是多用電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化電路圖,內(nèi)有3個(gè)檔位,對(duì)應(yīng)3種測(cè)量功能小明現(xiàn)要將其作為電流表使用,選擇開(kāi)關(guān)S應(yīng)接__選填“1”、“2”“3”).小明調(diào)節(jié)好多用電表后連接電路,如圖乙所示是他正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路.請(qǐng)指出圖中在器材連接或操作上存在的兩個(gè)不妥之處:_________

(2)調(diào)節(jié)電阻箱,記錄多組電阻箱示數(shù)R和多用電表示數(shù)I,作出的圖線如圖丙所示.由此可求得電動(dòng)勢(shì)E=___V,內(nèi)阻r=___Ω.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(3)本實(shí)驗(yàn)方案存在系統(tǒng)誤差,這是由于多用電表____(選填分流分壓”)而引起的,測(cè)得的E測(cè)、r測(cè)與真實(shí)值比較:E測(cè)____E,r測(cè)___r.(選填“<”、“=”“>”)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn),手持另一端向左拉,使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)AB的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。

(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為___________N。

(2)(多選題)下列能減小實(shí)驗(yàn)誤差的措施是___________。(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)

A.讓重物M的質(zhì)量適當(dāng)大一些

B.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零

C.彈簧測(cè)力計(jì)B所拉的細(xì)繩套應(yīng)盡可能保持水平方向

D.改變拉力,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置

(3)某次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程,請(qǐng)你提出兩個(gè)解決辦法。

方法一:___________________________,方法二:______________________________

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