问题 问答题

2008年入冬后,我国南方连降冻雨,出现了罕见的自然灾害.为了安全行车,某司机在冰雪覆盖的平直公路上测试汽车的制动性能.他从车上速度表看到汽车速度v=36km/h(10m/s)时紧急刹车,车滑行了L=50m后停止.把汽车刹车后的运动看做匀变速运动,取重力加速度g=10m/s2

(1)求紧急刹车过程中车受到的阻力与车的重力的比值k;

(2)若该司机的反应时间(从看到情况到踩下刹车的时间)△t=0.5s.该司机驾车以v'=43.2km/h(12m/s)的速度在相同的冰雪水平路面上匀速行驶,当他看到前方路面障碍后车至少要前进多大距离后才能停下来.

(3)该司机要经过一处拐弯半径R=36m的水平弯道.设地面对车的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.为保证安全,在进入弯道前,他应将车速减小到多少以下?

答案

(1)汽车速度v=36km/h=10m/s,汽车刹车可看作匀减速运动,由运动学公式得:

v2=2aL     

由牛顿第二定律得:kmg=ma                   

联立上述二式解得:k=

v2
2gL
=
100
2×10×50
=0.1

(2)汽车速度v′=43.22km/h=12m/s,在反应时间△t内,汽车仍做匀速运动,其位移:

s1=v′•△t=12×0.5m=6m         

刹车后汽车的加速度大小为a,则:a=kg=1m/s2          

刹车后汽车滑动的位移为:s2=

v′2
2a
=
144
2
m=72m

安全距离:s=s1+s2=6m+72m=78m. 

(3)汽车拐弯做圆周运动,摩擦力提供向心力,当摩擦力取最大静摩擦力时,速度取最大值,

根据向心力公式得:

m

vm2
R
=kmg

解得:vm=

kgR
=
0.1×10×36
m/s=6m/s

答:(1)紧急刹车过程中车受到的阻力与车的重力的比值k为0.1;

(2)当他看到前方路面障碍后车至少要前进72m后才能停下来;

(3)该司机要经过一处拐弯半径R=36m的水平弯道.设地面对车的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.为保证安全,在进入弯道前,他应将车速减小到6m/s以下.

单项选择题
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