问题 问答题

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.

单项选择题 A1/A2型题
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