Question

2009年1月，膠東半島地區(qū)普降大雪，給人們出行帶來困難．為了安全行車，某司機(jī)在冰雪覆蓋的平直公路上測試汽車的制動性能．車速v=36km/h時緊急剎車（可認(rèn)為輪不轉(zhuǎn)動），車輪在公路上劃出一道長L=50m的剎車痕跡，取g=10m/s²．求：
（1）車輪與冰雪路面間的動摩擦因數(shù)；
（2）若該車以28.8km/h的速度在同樣路面上行駛，突然發(fā)現(xiàn)正前方停著一輛故障車．為避免兩車相撞，司機(jī)至少應(yīng)在距故障車多遠(yuǎn)處采取剎車措施．已知司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車至實(shí)施剎車的反應(yīng)時間為△t=0.6s．

Answer 1

解：（1）由牛頓第二定律a=μg
0-v²=-2aL
得μ===0.1
故車輪與冰雪路面間的動摩擦因數(shù)為0.1．
（2）v₀=8 m/s
在反應(yīng)時間內(nèi)的位移：x₁=v₀t=8×0.6 m=4.8 m
由牛頓第二定律及速度-位移關(guān)系，得0-v₀²=-2μgx₂
得剎車位移x₂== m=32 m
x=x₁+x₂=36.8 m．
故司機(jī)至少應(yīng)在距故障車36.8m處采取剎車措施．
分析：（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式求出汽車剎車的加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出車輪與路面間的動摩因數(shù)．
（2）汽車在反應(yīng)時間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，剎車的安全距離等于勻速運(yùn)動的位移和勻減速運(yùn)動的位移之和．
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運(yùn)動，也可以根據(jù)運(yùn)動求力．