题目内容
在寒冷的冬天,路面很容易结冰,在冰雪路面上汽车一定要低速行驶.在冰雪覆盖的路面上,车辆遇紧急情况刹车时,车轮会抱死而“打滑”.如图所示,假设某汽车以10m/s的速度行驶至一斜坡的顶端A时,突然发现坡底前方有一行人正以2m/s的速度同向匀速行驶,司机立即刹车,但因冰雪路面太滑,汽车仍沿斜坡滑下.已知斜坡长AC=11m,θ=37°,司机刹车时行人距坡底C点距离CE=6m,从厂家的技术手册中查得该车轮胎与冰雪路面的动摩擦因数约为0.5.
(1)求汽车沿斜坡滑下的加速度大小;
(2)试分析此种情况下,行人是否有危险.
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(1)2m/s2.(2)行人有危险,应抓紧避让. 解析:(1)由牛顿第二定律知,汽车在斜坡上滑下时的加速度mgsinθ-μmgcosθ=ma1
由数学知识知:sinθ=
,cosθ=
故由①②得:a1=2 m/s2
(2)汽车在水平冰雪路面上的加速度μmg=ma2 汽车到达坡底C时的速度满足 vC2-vA2=2a1xAC
代入数据解得vC=
m/s
经历时间t1=
=0.5s
汽车在水平路面上减速至v=v人=2 m/s时,滑动的位移x1=
=11.6m
经历的时间t2=
=1.8s人发生的位移x2=v人(t1+t2)=4.6m
因x1-x2=7m>6m,故行人有危险,应抓紧避让.
【思路点拨】(1)根据牛顿第二定律求出汽车在斜坡上滑下时的加速度.(2)根据速度位移公式求出汽车到达C点时的速度,根据牛顿第二定律求出汽车在水平面上的加速度,抓住汽车和人速度相等时,两者的位移关系判断是否相撞,从而确定行人是否有危险.本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
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