Question

8．水平桌面上有兩個玩具車A和B，兩者用一輕質(zhì)細橡皮筋相連，在橡皮筋上有一紅色標(biāo)記R，在初始時橡皮筋處于拉直狀態(tài)，A、B和R分別位于直角坐標(biāo)系中的（0，2l）、（0，-l）和（0，0）點，已知A從靜止開始沿y軸正向做加速度大小為a的勻加速運動，B平行于x軸朝x軸正向勻速運動，在兩車此后運動的過程中，標(biāo)記R在某時刻通過點（l，l），假定橡皮筋的伸長是均勻的，求B運動速度的大�。�

Answer 1

分析 根據(jù)運動學(xué)公式求出t時刻A的縱坐標(biāo)，B的橫坐標(biāo)，抓住橡皮筋的伸長是均勻的，在以后任一時刻R到A和B的距離之比都為2：1，根據(jù)相似三角形，結(jié)合運動學(xué)公式求出B的運動速度．

解答 解：設(shè)B車的速度大小為v．如圖，標(biāo)記R的時刻t通過點K（l，l），此時A、B的位置分別為H、G．
由運動學(xué)公式，H的縱坐標(biāo)y_A，G的橫坐標(biāo)x_B分別為
${y}_{A}=2l+\frac{1}{2}a{t}^{2}$ ①
x_B=vt ②
在開始運動時，R到A和B的距離之比為2：1，即
OE：OF=2：1
由于橡皮筋的伸長是均勻的，在以后任一時刻R到A和B的距離之比都為2：1．
因此，在時刻t有 HK：KG=2：1 ③
由于△FGH∽△IGK，有
HG：KG=x_B：（x_B-l） ④
HG：KG=（y_A+l）：（2l）=3：1 ⑤
聯(lián)立各式解得 $v=\frac{1}{4}\sqrt{6al}$
答：B運動速度的大小為$\frac{\sqrt{6al}}{4}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵抓住橡皮筋的伸長是均勻的，在以后任一時刻R到A和B的距離之比都為2：1，結(jié)合運動學(xué)公式和數(shù)學(xué)幾何進行求解．