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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m1=2000kg,B的质量m2=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/s2
人气:129 ℃ 时间:2019-10-19 19:24:47
解答
汽车沿斜面作匀减速运动,用a表示加速度的大小,有v22-v12=-2as①
用F表示刹车时的阻力,根据牛顿第二定律有F-(m1+m2)gsinα=(m1+m2)a②
式中sinα=
2
100
=2×10-2

设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为f,根据题意f=
30
100
F

方向与汽车前进方向相反;用fN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-fN-m1gsinα=m1a⑤
由②④⑤式得fN=
30
100
(m1+m2)(a+gsinα)-m1(a+gsinα)

由①③⑥式,代入数据得fN=880N
答:汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力为880N.
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