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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(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:

mv 0=(n+1)mv

解得:v=

v 0

n+1

(2)与第1节车厢挂接时,根据动量守恒定律得:

mv 0=2mv 1

解得: v 1 =

v 0

2

则机车带动第一节车厢运动的时间 t 1 =

s 0

v 1 =

2s 0

v 0 ,

同理与第2节车厢挂接时,根据动量守恒定律得:

2mv 1=3mv 2

解得: v 2 =

v 0

3

则机车带动第一、二节车厢运动的时间 t 2 =

s 0

v 2 =

3s 0

v 0

同理可知机车带动n-1节车厢运动的时间为 t n-1 =

s 0

v n-1 =

ns 0

v 0

则总时间t=t 1+t 2+…+t n-1=

(2+3+4+…+n )s 0

v 0 =

(n+2)(n-1 )s 0

2v 0

(3)当牵引力等于阻力时,速度最大,则 v m =

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

2 mv m 2 -

1

2 mv 2 =Pt-fx

解得:x=

Pt+

1

2 m

v 0 2

(n+1 ) 2 -

1

2 m

P 2

f 2

f

答:(1)这列火车的挂接结束时速度的大小为

v 0

n+1 ;

(2)机车带动第一节车厢完成整个撞接过程所经历的时间为

(n+2) (n-1)s 0

2v 0 .

(3)机车此过程的位移为

Pt+

1

2 m

v 0 2

(n+1) 2 -

1

2 m

P 2

f 2

f .