为满足不同列车间车厢进行重新组合的需要,通常需要将相关的列车通过“驼峰”送入编组场后进行重组(如图所示),重组后的车厢同
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解题思路:(1)在车厢连接的过程中,动量守恒,根据动量守恒定律列式即可求解;

(2)根据动量守恒定律求出每次挂接后的速度,根据速度时间公式求出挂接后与下次挂接的时间,从而求解总时间;

(3)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据v=[P/F]求出最大速度,机车开始启动到最大速度的过程中,根据动能定理即可求解位移.

(1)在车厢连接的过程中,不计车厢在挂接中所受到的阻力,动量守恒,整个挂接过程中根据动量守恒定律得:

mv0=(n+1)mv

解得:v=

v0

n+1

(2)与第1节车厢挂接时,根据动量守恒定律得:

mv0=2mv1

解得:v1=

v0

2

则机车带动第一节车厢运动的时间t1=

s0

v1=

2s0

v0,

同理与第2节车厢挂接时,根据动量守恒定律得:

2mv1=3mv2

解得:v2=

v0

3

则机车带动第一、二节车厢运动的时间t2=

s0

v2=

3s0

v0

同理可知机车带动n-1节车厢运动的时间为tn−1=

s0

vn−1=

ns0

v0

则总时间t=t1+t2+…+tn-1=

(2+3+4+…+n)s0

v0=

(n+2)(n−1)s0

2v0

(3)当牵引力等于阻力时,速度最大,则vm=

P

f,

机车开始启动到最大速度的过程中,根据动能定理得:

1

2mvm2−

1

2mv2=Pt−fx

解得:x=

Pt+

1

2m

v02

(n+1)2−

点评:

本题考点: 动能定理的应用;匀速直线运动及其公式、图像;动量守恒定律;机械能守恒定律.

考点点评: 本题主要考查了动量守恒定律、动能定理的直接应用,知道当牵引力等于阻力时,速度最大,知道牵引力做的功可以根据W=Pt求解,难度适中.