一客运列车甲匀速行驶,其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性的撞击.坐在客车甲中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0s.在相邻的平行车道上有另一列客运列车乙,当旅客经过列车乙车头时,列车乙恰好从静止开始以恒定加速度沿列车甲行进的相反方向启动.该旅客在此后的12.0s内,看到恰好有20节乙车的车厢(含车头在内)从他身旁经过.已知每根铁轨的长度为25.0m,乙车车头及每节车厢的长度为26.5m,车厢间距忽略不计.求:
(1)客车甲运行速度的大小;
(2)列车乙运行加速度的大小.
解:(1)设连续两次撞击铁轨的时间间隔为△t,每根铁轨的长度为L,则列车速度为v=,
其中,得v=37.5m/s
(2)12s内甲车运动的距离为x1=vt=37.5×12=450m
设乙车的加速度为a,据位移公式知,12s内乙车运动的距离为:
根据题意知:x1+x2=20×26.5
代入数据解得:a=m/s2
答:(1)客车甲运行速度的大小为37.5m/s;(2)列车乙运行加速度的大小为m/s2.
一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平面的中央.桌子边长为L,桌布的一边与桌的AB边重合,如图.已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定的加速度a 将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB边.求
(1)圆盘在桌布上和在桌面上运动的加速度大小a1和a2;
(2)若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a 满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)
解:(1)设圆盘的质量为m,在桌布从圆盘下抽出的过程中,盘的加速度为a1,有
μ1mg=ma1
解得a1=μ1g
桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,有:μ2mg=ma2,
解得a2=μ2g.
(2)设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上在运动距离x2后便停下,
有v12=2a1x1,v12=2a2x2
盘没有从桌面上掉下的条件是
x2≤-x1
设桌布从盘下抽出的时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,
而x=at2
x1=a1t2
而x=+x1 a≥
由以上各式解得 a≥
答:(1)圆盘在桌布上和在桌面上运动的加速度大小分别是a1=μ1g,a2=μ2g;
(2)若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a 满足的条件是a≥.a≥
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