题目内容

13.在被誉为“中国轿车第一撞”的碰撞试验中,让汽车以50km/h的碰撞速度驶向质量为80t的碰撞试验台,由于障碍物的质量足够大可视为固定的,所以撞击使汽车的速度在碰撞的极短时间内变为零,如果让同样的汽车以100km/h的速度撞向没有固定的与汽车同质量的物体,设想为完全非弹性碰撞,且碰撞完成所需的时间是“第一撞”试验的两倍,求两种碰撞过程中汽车受到的平均冲击力之比.

分析 根据动量定理求汽车受到的平均冲击力,Ft=△p,跟据动量守恒求完全非弹性碰撞后的动量,根据动量定理求汽车受到的平均冲击力

解答 解:以汽车运动的方向为正方向,汽车以50km/h的碰撞,根据动量定理有:
F1=$\frac{△p}{t}$=$\frac{13.9m}{△t}$
汽车以100km/h的速度撞,动量守恒有:mv=2mv′
根据动量定理有:F2=$\frac{△p}{t}$=$\frac{mv-mv′}{2△t}$=$\frac{13.9m}{2△t}$
故$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{2}{1}$
答:两种碰撞过程中汽车受到的平均冲击力之比$\frac{2}{1}$

点评 考查了动量定理求平均作用力,动量守恒条件得判断及灵活运用,注意矢量性,难度较大.

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