Question

高一必修一物理牛顿运动定律问题

在平直的铁轨上，一列质量为400t的列车由静止开始经过20s通过的位移是80m。为了挖掘运输潜力，列车要再挂接一串车厢，此后，车速由8m/s增加到20m/s经过了40s的时间。假设在此过程中，机车的牵引力保持不变，列车所受的阻力等于车重的0.01倍。求列车再挂接的一串车厢的质量。（g取10m/s^2）
详细解答加分！！！

Answer 1

解：
由于车的牵引力不变，且二次情况阻力也都为定值，则车应该做匀加速直线运动，则有：
开始时有： a1=2x/t1²=2*80/400 m/s²=0.4m/s²
而牵引力为： F=m1a1+f= 4*10^5*0.4N+4*10^5*10*0.01N=2*10^5N
又因为：
a2=F-f ’/m2=2*10^5-0.01（4*10^5+△m）*10 / 4*10^5+△m=20-8 /40
解得：
△m=100t

此题先受力分析结合牛顿运动定律及运动学知识去考虑

Answer 2

题目有些漏洞，我是按照列车一直做的匀加速运动这一状态来做的
解：设列车受到的牵引力f牵，开始列车质量m，后来总重m（2),开始加速度a
（1），后来加速度a（2）
开始时
f牵-mg*0.01=ma（1）
x=1/2a(1)t^2
这样可以求出牵引力代入以下式子（题目知牵引力不变）
然后挂接一串车厢后
f牵-(m2)g*0.01=m(2)a（2）
a(2)=(v(1)-v(2）)/t
这样可以求出m（2）
然后列车再挂接的一串车厢的质量=m（2）-m（1）