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成绵乐专线动车组采用的是CRH2A型动车组,CRH2A型动车组共有8节车厢,包括4节动车(具有动力系统的车厢)和4节拖车(无动力车厢).假设动车和拖车间隔搭配,且第一节车厢为动车,每节
题目详情
成绵乐专线动车组采用的是CRH2A型动车组,CRH2A型动车组共有8节车厢,包括4节动车(具有动力系统的车厢)和4节拖车(无动力车厢).假设动车和拖车间隔搭配,且第一节车厢为动车,每节车厢的质量均为m,各动力车厢产生的动力恒定且相同.已知运动阻力是车重的
倍,重力加速度为g.
(1)经测试,该动车组启动时能在时间t内将速度提升到υ,求此过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力;
(2)动车组在匀速行驶时,第五节车厢突然失去了动力,其他动车同时等量地增加动力,使整列车保持匀速行驶状态,求这一过程中第五节车厢对第六节车厢的作用力改变量.
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(1)经测试,该动车组启动时能在时间t内将速度提升到υ,求此过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力;
(2)动车组在匀速行驶时,第五节车厢突然失去了动力,其他动车同时等量地增加动力,使整列车保持匀速行驶状态,求这一过程中第五节车厢对第六节车厢的作用力改变量.
▼优质解答
答案和解析
(1)根据题意设第五节车厢对第六节车厢的作用力为F,由运动学规律,可得:
求出整体的加速度:
a=
=
对第六节车厢受力分析可知,其受到了2个力的作用,由牛顿第二定律可得:
F-f阻=ma
F=ma+
mg=m(
+
)
方向与动车前进的方向一致.
(2)设第五节车厢对第六节车厢的作用力,前后分别为T1和T2,动车匀速前进,所以动车受力平衡有:
4F=8f阻
对第六节车厢分析
T1=
mg
当第五节车厢失去动力后有,3F'=8f阻
第一二节车厢间的作用力为
f阻,第三四节车厢的作用力为
f阻,第四五,五六车厢间的作用力分别为
f阻和
f阻
所以:T2=
×
mg=
mg
所以作用力的改变量为
mg.
答:(1)经测试,该动车组启动时能在时间t内将速度提升到υ,此过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力为:m(
+
),方向指向动车前进方向;
(2)动车组在匀速行驶时,第五节车厢突然失去动力,其他动车同时等量地增加动力,列车保持匀速行驶状态,这一过程中第五节车厢对第六节车厢的作用力减小了
mg.
求出整体的加速度:
a=
| △v |
| △t |
| v |
| t |
对第六节车厢受力分析可知,其受到了2个力的作用,由牛顿第二定律可得:
F-f阻=ma
F=ma+
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| 4 |
| v |
| t |
| g |
| 4 |
方向与动车前进的方向一致.
(2)设第五节车厢对第六节车厢的作用力,前后分别为T1和T2,动车匀速前进,所以动车受力平衡有:
4F=8f阻
对第六节车厢分析
T1=
| 1 |
| 4 |
当第五节车厢失去动力后有,3F'=8f阻
第一二节车厢间的作用力为
| 5 |
| 3 |
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| 3 |
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| 3 |
| 1 |
| 3 |
所以:T2=
| 1 |
| 3 |
| 1 |
| 4 |
| 1 |
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所以作用力的改变量为
| 1 |
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答:(1)经测试,该动车组启动时能在时间t内将速度提升到υ,此过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力为:m(
| v |
| t |
| g |
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(2)动车组在匀速行驶时,第五节车厢突然失去动力,其他动车同时等量地增加动力,列车保持匀速行驶状态,这一过程中第五节车厢对第六节车厢的作用力减小了
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