题目内容
【题目】汽车A在水平冰雪路面上行驶,驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B,两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了4.5m,已知B车的质量为1.5×103kg,两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.1,在碰撞后车轮均没有滚动,可近似认为做匀变速直线运动,重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)碰撞后B车运动过程中加速度的大小和方向;
(2)碰撞后的瞬间B车速度的大小;
(3)经查阅车辆的碰撞时间约为0.03s,请以此数据可求出碰撞过程中B车所受的平均作用力。
【答案】(1)1.0m/s2,向左;(2)3.0m/s;(3)F=1.5×105N
【解析】
(1)B车碰后水平方向只受滑动摩擦力,由牛顿第二定律得
解得加速度大小为
方向与运动方向相反,向左。
(2)由匀变速公式得
解得
(3)两车碰撞过程以B车为研究对象,由于碰撞时间很短,A车对B车的作用力很大,即可忽略此过程中B车所受的滑动摩擦力,由动量定理得
解得
【题目】如图1为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车做 运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端
通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2﹣vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a= ,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
次数 | F(N) | vB2﹣vA2(m2/s2) | a(m/s2) |
1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
3 | 1.42 | 2.34 | |
4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
5 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
(3)由表中数据,在图2坐标纸上作出a~F关系图线;
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是 .