Question

【題目】動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成，只有動(dòng)車提供動(dòng)力。如圖為某課外活動(dòng)小組模擬高鐵動(dòng)車編組實(shí)驗(yàn)，該模擬動(dòng)車組由10節(jié)車廂組成，其中只有第1節(jié)車廂為動(dòng)車，其余9節(jié)車廂為拖車。動(dòng)車的額定功率為P，每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m，動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中所受阻力為車重的k倍。若動(dòng)車組以額定功率沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g，求：

（1）動(dòng)車組的最大速度；

（2）動(dòng)車組從啟動(dòng)至速度達(dá)到最大速度三分之一時(shí)，第5節(jié)車廂對(duì)第6節(jié)車廂的拉力大小。

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】

解：（1）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大。設(shè)動(dòng)車組最大速度為vm，則：

解得：

（2）動(dòng)車組從啟動(dòng)至速度達(dá)到最大速度三分之一時(shí)，第5節(jié)車廂對(duì)第6節(jié)車廂的拉力大小。

當(dāng)時(shí)，根據(jù)，可得：

由牛頓第二定律得：

解得：

以6、7、8、9、10三節(jié)車廂為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：

解得第5節(jié)車廂對(duì)第6節(jié)車廂的拉力大�。�