Question

【題目】如圖所示，水平地面O點正上方的裝置M每隔相等的時間由靜止滴下一滴小水珠．當某滴小水珠離開M的同時，O點右側一長為的平板車開始以的恒定加速度從靜止開始向左運動，該小水珠恰好落在平板車的左端處．已知平板車上表面距離M的豎直高度為，忽略空氣的阻力，小車運動的水平軌道足夠長，重力加速度g取，求：

（1）求小車左端離O點的水平距離s；

（2）若至少有3滴小水珠落到平板車上，則小水珠滴下的時間間隔應滿足什么條件？

（3）若恰好有3滴小水珠落到平板車上，則平板車上三滴水珠之間的距離分別是多少？不考慮小水珠滴在車上飛濺情況。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）設水珠自由下落至平板車上表面處歷時，在該時間段內由運動學方程
對水珠根據自由落體運動規律有：

對平板車根據勻變速直線運動規律有：

聯立可以得到：

，；

（2）從釋放第一個水珠至第3個水珠下落到平板車上表面高度處歷時，設平板車在該時間段內的位移為，由運動學方程有：

至少有3個水珠落在平板車上須滿足：

代入數據可得：

；

（3）若恰好有3滴小水珠落到平板車上，則第3個小水珠恰好落在平板車的右端，則由上面分析可知：，得到時間間隔恰好為

第1個小水珠剛到達平板車上時，車的速度為：

則經過時間第2個小水珠落在平板車上，則此時間內平板車的位移即第1個和第2個小水珠之間的距離為：

則第2個和第3個小水珠之間的距離為：

。