Question

【題目】某物理小組進行如下實驗：如圖(a)所示，在光滑的水平軌道上停放相距x0＝10m的甲、乙兩車，其中乙車是風力驅動車．在彈射裝置使甲車獲得v0＝40m/s的瞬時速度向乙車運動的同時，乙車的風洞開始工作，將風吹向固定在甲車上的擋風板，從而使乙車獲得了速度，測繪裝置得到了甲、乙兩車的vt圖像如圖(b)所示。

(1)若甲車的質量與其加速度大小的乘積等于乙車的質量與其加速度大小的乘積，求甲、乙兩車的質量比m甲:m乙；

(2)兩車能否相遇？若能，在何時相遇？若不能，兩車的最近距離是多大？

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)由題圖b可知：甲車的加速度大小=80m/s2，

乙車的加速度大小，

因為m甲a甲=m乙a乙

解得：m甲：m乙=a乙：a甲=1:4；a乙=20m/s2

(2)在t1時刻，甲、乙兩車的速度相等，均為v=8m/s，此時兩車相距最近，

對乙車有：v=a乙t1=20t1

對甲車有：v=40-a甲t1=40-80t1

可解得t1=0.4s

到速度相等時甲車的位移，

乙車的位移

兩車相距最近的距離為smin=x0+s乙s甲=10+1.69.6m=2.0m.