如图所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,以速度v1=30m/s进入向下倾斜的直车道.车道每100m下降2m.为使汽车速度在s=200m的距离内减到v2=10m/s,驾驶员必须刹车.假定刹车时地面的
题目
如图所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,以速度v
1=30m/s进入向下倾斜的直车道.车道每100m下降2m.为使汽车速度在s=200m的距离内减到v
2=10m/s,驾驶员必须刹车.假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力,且该力的70%作用于拖车B,30%作用于汽车A.已知A的质量m
1=2000kg,B的质量m
2=6000kg.求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力.取重力加速度g=10m/s
2.
答案
汽车沿斜面作匀减速运动,用a表示加速度的大小,有v
22-v
12=-2as①
用F表示刹车时的阻力,根据牛顿第二定律有F-(m
1+m
2)gsinα=(m
1+m
2)a②
式中
sinα==2×10-2③
设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为f,根据题意
f=F④
方向与汽车前进方向相反;用f
N表示拖车作用于汽车的力,设其方向与汽车前进方向相同.以汽车为研究对象,由牛顿第二定律有f-f
N-m
1gsinα=m
1a⑤
由②④⑤式得
fN=(m1+m2)(a+gsinα)-m1(a+gsinα)⑥
由①③⑥式,代入数据得f
N=880N
答:汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力为880N.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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