分析 (1)根據(jù)速度時(shí)間公式求出列車的加速度,對(duì)整個(gè)列車和第六七兩節(jié)車廂分析,運(yùn)用牛頓第二定律求出第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力;
(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡分別求出第六節(jié)車廂在有動(dòng)力時(shí)和無動(dòng)力時(shí),第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力,從而得出作用力的變化.
解答 解:(1)列車啟動(dòng)時(shí)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),啟動(dòng)加速度a=$\frac{v}{t}$,①
對(duì)整個(gè)列車,由牛頓第二定律得,
F-k•7mg=7ma ②
設(shè)第五節(jié)對(duì)第六節(jié)車廂的作用力為T,對(duì)第六、七兩節(jié)車廂受力分析,水平方向受力如圖所示,
由牛頓第二定律得,$\frac{2F}{6}$-T-k•2mg=2ma ③
聯(lián)立①②③得,$T=-\frac{1}{3}m(\frac{v}{t}-kg)$ ④
其中“-”表示實(shí)際作用力與圖示方向相反,即與列車運(yùn)動(dòng)相反.
(2)列車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)整體由平衡條件得,
F′-k•7mg=0 ⑤
設(shè)第六節(jié)車廂有動(dòng)力時(shí),第五、六節(jié)車廂間的作用力為T1,
則有:$\frac{2F′}{6}-{T}_{1}-k•2mg=0$ ⑥
第六節(jié)車廂失去動(dòng)力時(shí),仍保持列車勻速運(yùn)動(dòng),則總牽引力不變,設(shè)此時(shí)第五、六節(jié)車廂的作用力為T2,
則有:$\frac{F′}{5}-{T}_{2}-k•2mg=0$ ⑦
聯(lián)立⑤⑥⑦得T1=-$-\frac{1}{3}kmg$
T2=$\frac{3}{5}kmg$
因此作用力變化△T=T2-|T1|=$\frac{4}{15}$kmg
答:(1)列車在啟動(dòng)過程中,第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力為為$\frac{1}{3}m(\frac{v}{t}-kg)$
(2)第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力大小變化了$\frac{4}{15}$kmg.
點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵合理地選擇研究對(duì)象,正確地受力分析,運(yùn)用共點(diǎn)力平衡和牛頓第二定律進(jìn)行求解,掌握整體法和隔離法的運(yùn)用.
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A. | 打點(diǎn)前,小車應(yīng)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置 | |
B. | 實(shí)驗(yàn)時(shí),要先接通電源,待計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)再釋放小車 | |
C. | 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使小車速度盡量小些 | |
D. | 點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移,反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況 |
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A. | 1×106 N/C | B. | 1×104 N/C | C. | 3×106 N/C | D. | 3×104 N/C |
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A. | 只受重力 | B. | 受拉力、重力、支持力 | ||
C. | 受拉力和重力 | D. | 受拉力、重力、摩擦力 |
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