Question

司機酒后駕駛極易發生事故，在汽車上安裝安全氣囊可以在發生交通事故時對司機起一定的保護作用．為測試安全氣囊的可靠性，在一次測試試驗中，讓汽車以20m/s的速度撞到豎直墻壁上，碰撞后汽車在極短的時間內停止，沒有反彈．高速攝像機的記錄顯示，汽車撞墻后氣囊立即充氣膨脹，模擬司機（用橡皮制作的司機模型）沖向氣囊經0.2s停止運動，模擬司機沖向氣囊的頭部和胸部的質量約為30kg，與氣囊的接觸面的面積約為1.0×10³cm²．設模擬司機與氣囊之間的作用力為恒力，試估算模擬司機的頭部和胸部所受到的沖擊壓強的平均值．

Answer 1

分析：模擬司機的頭部和胸部可看作近似勻減速運動，由速度變化快慢求解加速度的數值、由牛頓第二定律可得頭部和胸部所受的平均作用力，進而求得壓強的平均值

解答：解：模擬司機沖向氣囊后作勻減速直線運動，加速度大小為：
a=

△v

△t

=

20

0.2

m/s2=100m/s2
根據牛頓第二定律，模擬司機頭部和胸部受力為：
F=ma=30×100N=3000N
模擬司機的頭部和胸部所受到的沖擊壓強的平均值為：
p=

F

S

=

3000

1×103×10-6

p_a=3×10⁶p_a
答：模擬司機的頭部和胸部所受到的沖擊壓強的平均值為3×10⁶p_a

點評：理論聯系實際的題目經常考察，注意分析題目涉及的情境，運用相關知識加以解決，本題涉及勻變速運動規律、壓強的計算等