一滑块(可视为质点),通过长度不计的细绳拴在小车上,小车上表面光滑.小车由静止开始向右匀加速运动,经过2s,细绳断裂.细绳断裂后,小车的加速度不变,又经过一段时间,滑块
问题描述:
一滑块(可视为质点),通过长度不计的细绳拴在小车上,小车上表面光滑.小车由静止开始向右匀加速运动,经过2s,细绳断裂.细绳断裂后,小车的加速度不变,又经过一段时间,滑块从小车左端掉下,在这段时间内,已知滑块相对小车前3s内滑行了4.5m,后3s内滑行了10.5m.求
(1)小车底板长是多少?
(2)从小车开始运动到滑块离开车尾,滑块相对于地面移动的距离是多少?
答
(1)设小车加速度为a.断裂时,车和物块的速度为v1=at=2a.断裂后,小车的速度v=v1+at,小车的位移为:
s1=v1t+
at2,1 2
滑块的位移为:s2=v1t
前3s相对位移有关系:△S=S1−S2=
at2=4.5m1 2
得:a=
=2△S t2
=1m/s22×4.5 9
v1=2a=2×1=2m/s
设后3s小车的初速度为v1′,则小车的位移为:
s1′=v1′t+
at21 2
滑块的位移为:s2′=v1t
得:s1′-s2′=3v1′+4.5-3v1=10.5m
解得:v1′=4m/s
由此说明后3s实际上是从绳断后2s开始的,滑块与小车相对运动的总时间为:t总=5s.
小车底板总长为:L=s车-s滑=v1t总+
a1 2
-v1t总=
t
2总
a1 2
=
t
2总
×1×25=12.5m1 2
(2)滑块在这段时间内的对地位移,s滑=v1t总=2×5=10m
答:(1)小车底板长是12.5m;
(2)从小车开始运动到滑块离开车尾,滑块相对于地面移动的距离是多10m.