题目内容
14.2016年11月21日,京昆高速平阳段因有雾路面结冰发生一起多车相撞的特大道路交通事故,造成严重的人员伤亡和巨大的经济损失.事故中,设质量为40t的四轴货车在隧道内以72km/h的速度匀速行驶u,距离隧道口30m时,突然发现正前方114m处多车撞在了一起.司机当即采取措施,货车立即在路面上开始滑动.已知货车轮胎育隧道内路面的动摩擦因数为0.5,而隧道外由于路面结冰,动摩擦因数减为0.05.设此段道路水平且货车做直线运动,重力加速度g=10m/s2.(1)求货车到达撞车处速度的大小;
(2)若货车与其他车辆相撞后在0.16s内静止,求货车受到平均撞击力的大小.
分析 (1)由于货车与隧道内外地面的动摩擦因数发生了变化,所以物体的受力情况也发生了变化,故要分段处理.
(2)对题干中114m要理解到位,撞车的位置距货车114m,所以隧道口到撞车处的距离x,则x=114-30m=84m.
(3)多过程衔接处的速度既是前一段的末速度又是后一段的初速度.
解答 解:(1)设货车在隧道内刹车时加速度的大小为a1,到达隧道口的速度为v1=72km/h=20m/s,此过程中的位移为x1=30m,货车与地面间的动摩擦因数为μ1=0.5,由牛顿第二定律和运动公式可得:
μ1mg=ma1…①
v12-v02=-2a1x1…②
设货车在隧道外刹车时加速度的大小为a2,到达撞车处的速度为v2,此过程中的位移为x2,货车与地面间的动摩擦因数为μ2,由牛顿第二定律和运动学公式可得:
μ2mg=ma2…③
v22-v12=-2a2x2…④
由①式解得:a1=5m/s2,
将a1代入②式可得:v1=10m/s
由③式解得:a2=0.5m/s2,
将v1、a2代入④式可得:v2=4m/s
(2)设货车与其他车辆相撞后加速度的大小为a3.由题意可知相撞时间t=0.16s,由匀变速直线运动得:
0=v2-a3t
解得:a3=25m/s2
由于货车与其他车辆相撞的过程中,货车受到的撞击力远大于地面对货车的摩擦力,故可认为在此过程中撞击力F充当货车的合力,根据牛顿第二定律得:
F=ma3
代入数据解得:F=1×106N.
答:(1)货车到达撞车处速度的大小为4m/s;
(2)货车受到平均撞击力的大小为1×106N.
点评 本题是典型的多过程直线运动问题,对于多过程问题而言两个过程衔接处的速度起承上启下的作用,一定要引起重视.还要养成仔细审题的好习惯
练习册系列答案
相关题目
3.如图所示,物体甲和物体乙通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,斜面体固定,甲、乙处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. | 甲一定受到沿斜面向上的摩擦力 | B. | 甲一定受到沿斜面向下的摩擦力 | ||
C. | 甲的质量可能等于乙的质量 | D. | 甲的质量一定大于乙的质量 |
2.在电场中某点引入电荷量为+q的试探电荷,该电荷受到的电场力为F,则( )
A. | 在这点引入电荷量为+2q的试探电荷时,该点的电场强度等于$\frac{F}{2q}$ | |
B. | 在这点引入电荷量为+2q的试探电荷时,该点的电场强度等于$\frac{F}{q}$ | |
C. | 在这点引入电荷量为+3q的试探电荷时,该点的电场强度将等于$\frac{F}{3q}$ | |
D. | 在这点引入电荷量为-q的试探电荷时,该点电场强度的方向将和在该点引入电荷量为+q的试探电荷时方向相反 |
9.如图所示,一物块静止在粗糙的斜面上,现用一水平向右的推力F推物块,物块仍静止不动,则下列说法正确的是( )
A. | 斜面对物块的支持力一定变大 | B. | 斜面对物块的支持力一定变小 | ||
C. | 斜面对物块的静摩擦力一定变小 | D. | 斜面对物块的静摩擦力一定变大 |
6.关于科学家在电磁学中的贡献,下列说法正确的是( )
A. | 奥斯特总结出了安培定则 | |
B. | 法拉第发现了电磁感应现象 | |
C. | 安培提出磁场对运动电荷有作用力 | |
D. | 库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量 |
3.如图所示的电路,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A. | 电流表读数变小,电压表读数变大 | B. | 电容器C上电荷量减小 | ||
C. | 小电炮L变暗 | D. | 电源的总功率变小 |