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=
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.8 25
(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.
(1)由碰撞过程动量守恒Mv1=(M十m)v2 ①
则
=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
Mv02-1 2
Mv12=μMgL ②1 2
碰撞后两车共同向前滑动,动能变化
(m+M)v22-0=μ(m+M)gl ③1 2
由②式 v02-v12=2μgL
由③式 v22=2μgl
又因l=
L,得 v02=3μgl8 25
如果卡车滑到故障车前便停止,由
Mv02=μMgL′④1 2
解得:L′=
L3 2
这意味着卡车在距故障前至少
L处便紧急刹车,才能免于事故.3 2
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
L处便紧急刹车,才能免于事故.3 2