列车载重时直接向前起动有困难,司机常常先倒车再起动前进.设在平直轨道上的某机车后面挂接有n节车厢,机车与每节车厢的质量都
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(1)挂接第一节车厢前,由动能定理得:

(F-kmg)d=

1

2 mv 1 2-0,

挂接第一节车厢的过程中,动量守恒,

由动量守恒定律得:mv 1′=2mv 1

解得:v 1=

1

2 (

F

m -kg)d ;

(2)挂接第二节车厢前,由动能定理得:

(F-k•2mg)d=

1

2 mv 2 2-

1

2 mv 1 2

挂接第二节车厢的过程中,动量守恒,

由动量守恒定律得:2mv 2′=3mv 2

解得:v 2=

2

3 (

F

m -

5

3 kg)d ,

挂接第三节车厢前,由动能定理得:

(F-k•3mg)d=

1

2 mv 3 2-

1

2 mv 2 2

挂接第三节车厢的过程中,动量守恒,

由动量守恒定律得:3mv 2′=4mv 3

解得:v 3=

3

4 (F-

7

3 kg)d ,

同理可得,第n节车厢刚被带动时的速度:

v n=

n

n+1 (F-

2n+1

3 kg)d ;

(3)要想使最后一节车厢也能被带动起来,

则v n≥0,即

n

n+1 (F-

2n+1

3 kg)d ≥0,

F

m -

2n+1

3 kg≥0,

则F≥

2n+1

3 kmg;

答:(1)第一节车厢刚被带动时列车的速度为:

1

2 (

F

m -kg)d ;

(2)最后一节车厢刚被带动时列车的速度为

n

n+1 (F-

2n+1

3 kg)d ;

(3)要想使最后一节车厢也能被带动起来,机车牵引力F的最小值为

2n+1

3 kmg.