列车载重时直接向前起动有困难,司机常常先倒车再起动前进.设在

列车载重时直接向前起动有困难,司机常常先倒车再起动前进.设在平直轨道上的某机车后面挂接有n节车厢,机车与每节车厢的质量都为m,它们所受的阻力都为自身重力的k倍.倒车后各节车厢间的挂钩所留间隙均为d,如图16(1)所示.在这种情况下,机车以恒定的牵引力F由静止开始起动,机车及各车厢间挂接的时间极短,挂接后挂钩的状态如图16(2)所示.求:

图16(1)

图16(2)

(1)第一节车厢刚被带动时列车的速度;

(2)最后一节车厢刚被带动时列车的速度;

(3)要想使最后一节车厢也能被带动起来,机车牵引力F的最小值.

答案

解析:(1)挂接第一节车厢前,由动能定理

(F-kmg)d=mv12-0                                       ①

    挂接第一节车厢的过程中,由动量守恒mv1′=2mv1              

    由①②得:v1=                            ③

(2)挂接第二节车厢前,由动能定理

(F-k·2mg)·d=×2mv22-×2mv12                                 

    挂接第二节车厢的过程中,由动量守恒2mv2′=3mv2            

    由③④⑤得:v2=                         

    挂接第三节车厢前,由动能定理

(F-k·3mg)·d=×3mv32-×3mv22                                 

    挂接第三节车厢的过程中,由动量守恒3mv3′=4mv3            

    由⑥⑦⑧可得:v3=                      ⑨

    同理可知,第n节车厢刚被带动时的速度

vn=.                                ⑩

(3)要求vn≥0,由⑩式可知,即要求-kg≥0

    所以F≥kmg.

答案:(1) 

(2)

(3)kmg

相关题目

如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=/1
如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=/10T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5m2,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速
如图所示,绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔
如图所示,绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定,隔板质量不计, 左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)。初始时
NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(   ) A.
NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(   ) A.等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA B.常温下,1L 0.1mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA C.
本初子午线是(     ) A.东西两半球的分界 B.东经与西经
本初子午线是(     ) A.东西两半球的分界 B.东经与西经的分界 C.计算纬度的起始线 D.欧亚两洲的分界
在长期的革命和建设实践中,我们党善于区分和处理两类不
在长期的革命和建设实践中,我们党善于区分和处理两类不同性质的矛盾,及时调整各种利益关系,把全国各民族、各阶层的人民团结起来,保持安定
图5漫画《招商热》除了讽刺某些人办事不从实际出发,还批
图5漫画《招商热》除了讽刺某些人办事不从实际出发,还批评了他们没有     A.抓主要矛盾     B.具体问题具体分析     C.抓矛盾的主要方面  
下列每组海峡:①马六甲海、霍尔木兹海峡  ②丹麦海峡、
下列每组海峡:①马六甲海、霍尔木兹海峡  ②丹麦海峡、麦哲伦海峡  ③白令海峡、直布罗陀海峡  ④土耳其海峡、德雷克海峡,都位于两大洲之间
据统计,10多年来,我国百姓生活发生了十大变化“鼓起来的
据统计,10多年来,我国百姓生活发生了十大变化“鼓起来的钱袋子,靓起来的衣着服饰,精起来的饮食,大起来住房,多起来的私人轿车,高起来的文

最新题目