题目内容
随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显.分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命.一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2).(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?
(2)若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1s后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?
【答案】分析:(1)、根据题意,首先要把货车的速度54km/h转化为15m/s,在超载和不超载的两种情况下,货车最终都要停下来.即为知道了初速度、末速度和加速度,求货车的位移.应用运动学公式
即可求解.
(2)、此问要分为两个过程,一是货车匀减速运动直至与轿车相撞,二是货车与轿车相撞的过程.在第一个过程中,知道了初速度、位移和加速度,用运动学公式
可求出与轿车相撞前的速度;在碰撞过程中,因内力远远大于外力,两车组成的系统动量守恒.应用动量守恒求出碰撞后的共同速度,以轿车为研究对象,应用动量定理求出相互作用力.
解答:解:
(1)、货车刹车时的初速是v=15vm/s,末速是0,加速度分别是2.5m/s2和5m/s2,根据位移推论式
得:
代入数据解得:超载时的位移S1=45m
不超载是的位移S2=22.5m
(2)、根据位移推论式
可求出货车与轿车相撞时的速度为
m/s
相撞时两车的内力远远大于外力,动量守恒,
根据 Mv=(M+m)V共
得:V共=9.8m/s
以轿车为研究对象,根据动量定理有ft=mV共
解得:f=9.8×104N
答:(1)若前方无阻挡,从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进45m和22.5m
(2)货车对轿车的平均冲力为9.8×104N
点评:该题考察的知识点较多,又结合了生活实际和交通安全,是一道非常好的题.第一问在初速度相同的情况下,超载和不超载(即两个加速度)两种情况下,运用运动学公式计算出刹车距离,从而感受超载的危害.第二问创设了经过刹车25m与轿车相撞,考察到了两车相撞时动量守恒的条件和动量定理的应用.
动量定理反映了冲量的作用效果是使物体动量变化的原因,动量定理是应用牛顿第二定律和运动学公式推导出来的,是牛顿第二定律的另一种表达形式,它说明了作用力等于物体动量的变化率.
(2)、此问要分为两个过程,一是货车匀减速运动直至与轿车相撞,二是货车与轿车相撞的过程.在第一个过程中,知道了初速度、位移和加速度,用运动学公式
解答:解:
(1)、货车刹车时的初速是v=15vm/s,末速是0,加速度分别是2.5m/s2和5m/s2,根据位移推论式
得:
代入数据解得:超载时的位移S1=45m
不超载是的位移S2=22.5m
(2)、根据位移推论式
可求出货车与轿车相撞时的速度为
相撞时两车的内力远远大于外力,动量守恒,
根据 Mv=(M+m)V共
得:V共=9.8m/s
以轿车为研究对象,根据动量定理有ft=mV共
解得:f=9.8×104N
答:(1)若前方无阻挡,从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进45m和22.5m
(2)货车对轿车的平均冲力为9.8×104N
点评:该题考察的知识点较多,又结合了生活实际和交通安全,是一道非常好的题.第一问在初速度相同的情况下,超载和不超载(即两个加速度)两种情况下,运用运动学公式计算出刹车距离,从而感受超载的危害.第二问创设了经过刹车25m与轿车相撞,考察到了两车相撞时动量守恒的条件和动量定理的应用.
动量定理反映了冲量的作用效果是使物体动量变化的原因,动量定理是应用牛顿第二定律和运动学公式推导出来的,是牛顿第二定律的另一种表达形式,它说明了作用力等于物体动量的变化率.
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