下雪天,卡车在笔直的高速公路上匀速行驶.司机突然发现前方停着一辆故障车,他将刹车踩到底,车轮被抱死,但卡车仍向前滑行,并撞上故障车,且推着它共同滑行了一段距离l后停

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

下雪天,卡车在笔直的高速公路上匀速行驶.司机突然发现前方停着一辆故障车,他将刹车踩到底,车轮被抱死,但卡车仍向前滑行,并撞上故障车,且推着它共同滑行了一段距离l后停下.事故发生后,经测量,卡车刹车时与故障车距离为L,撞车后共同滑行的距离l=
8
25
L
.假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同.已知卡车质量M为故障车质量m的4倍.
(1)设卡车与故障车相撞前的速度为v1,两车相撞后的速度变为v2,求
v1
v2

(2)卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施,事故就能免于发生.

◎ 答案

(1)由碰撞过程动量守恒Mv1=(M十m)v2        ①
v1
v2
=
5
4

2)设卡车刹车前速度为v0,轮胎与雪地之间的动摩擦因数为μ,根据动能定理得:
两车相撞前卡车动能变化
1
2
Mv02-
1
2
Mv12=μMgL  ②
碰撞后两车共同向前滑动,动能变化 
1
2
(m+M)v22-0=μ(m+M)gl   ③
由②式  v02-v12=2μgL
由③式  v22=2μgl
又因l=
8
25
L,得  v02=3μgl
如果卡车滑到故障车前便停止,由 
1
2
Mv02=μMgL′④
解得:L′=
3
2
L
这意味着卡车在距故障前至少
3
2
L处便紧急刹车,才能免于事故.
答:(1)设卡车与故障车相撞前的速度为v1,两车相撞后的速度变为v2
v1
v2
=
5
4

(2)卡车在距故障前至少
3
2
L处便紧急刹车,才能免于事故.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“下雪天,卡车在笔直的高速公路上匀速行驶.司机突然发现前方停着一辆故障车,他将刹车踩到底,车轮被抱死,但卡车仍向前滑行,并撞上故障车,且推着它共同滑行了一段距离l后停…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与速度的关系】,【牛顿第二定律】,【动能定理】,【动量守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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