如图所示,平板车以v0=22m/s的恒定速度在水平路面上匀速行驶,车板上有一木箱,木箱到驾驶室的距离L=1.6m,木箱与

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  • 解题思路:(1)刹车时,车有加速度,木箱的加速度由摩擦力产生,如果要保证木箱与车相对静止,则二者的加速度相等,即车的最大加速度等于木箱的最大加速度.

    (2)抓住木箱和平板车的位移之差小于L,结合运动学公式求出刹车到停止所需的时间,

    (3)根据木箱的初速度和加速度,结合速度时间公式求出木箱运动的总时间.

    (1)木箱的最大加速度am=

    μmg

    m=μg=4.84m/s2,

    即当车的加速度a≤μg=4.84m/s2时,木箱与车不会发生相对滑动.

    (2)设车从刹车到停止运动的时间为t1,刹车的加速度大小为a1,在t1时间内,车的位移为x1,木箱对地的位移为x2

    则有:x1=v0t1−

    1

    2a1t12,

    x2=v0t1−

    1

    2μgt12,

    v0=a1t1

    木箱的速度v=v0-μgt1

    车停后,木箱在车板上滑动的距离为x2,木箱刚好停在驾驶室前.

    x3=

    v2

    2μg

    x2-x1+x3=L,

    联立各式代入数据解得t1=4.4s,

    (3)木箱运动的总时间t=

    v0

    μg=

    22

    2.84=4.55s.

    答:(1)加速度a小于等于4.84m/s2,木箱与车不发生相对滑动;

    (2)为不让木箱撞击驾驶室,从开始刹车到车到车完全停定,至少要经过4.4s;

    (3)(2)问情况下木箱运动的总时间为4.55s.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;摩擦力的判断与计算.

    考点点评: 本题考查力和运动的知识,意在考查学生综合分析的能力,知道平板车和木箱在整个过程中的运动规律,抓住临界状态,结合运动学公式进行求解.