Question

卡車車廂中裝載的貨物應該跟車廂固定好，以免發生事故。有一次一輛卡車只裝運了一個質量為m=200kg的木箱，但沒有固定，當卡車沿平直公路以v₀=20m/s的速度勻速行駛時，司機發現前方有情況，立即緊急制動，制動后卡車以大小為a=6.0m/s²的加速度做勻減速運動，假定卡車制動開始，木箱就沿車廂底板向前滑動，木箱在車廂底板上滑動了L=2.0m后撞上車廂的前擋板。已知木箱與底板間的動摩擦因數為μ=0.50，取g=10m/s²，求：
 
（1）木箱在車廂底板上滑動時加速度的大小和方向；
（2）木箱剛要與擋板相撞時汽車速度的大小；
（3）木箱剛要與擋板相撞時木箱速度的大小。

Answer 1

（1）  與汽車前進方向相反（2）8m/s   (3)10m/s

試題分析：（1）對木箱：            
 
加速度方向。
汽車剎車所用的時間 
   
       1分
      1分
           1分
聯立以上可得 ＜3.3s ，說明汽車還未停止運動時，木箱已撞上汽車的前擋板
（2）木箱剛要與擋板相撞時汽車速度的大小
   

（3）木箱剛要與擋板相撞時木箱速度的大小
   

點評：中等難度。動力學的兩類基本問題（1）已知受力情況求運動情況：已知物體的受力情況，由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過運動學公式就可以確定物體的運動情況．（2）已知運動情況求受力情況：已知物體的運動情況，根據  運動學公式求出物體的加速度，再根據牛頓第二定律確定物體所受的力．在處理動力學的兩類基本問題時，加速度是聯系運動和力的紐帶、橋梁．