解题思路:(1)根据动量守恒定律求出两车相撞前后的速度关系,然后结合运动学的公式与牛顿第二定律即可求解.
(2)清楚碰撞前后运动过程分析,运用动能定理研究相撞前卡车和碰撞后两车得出关系式.
(1)设刹车前汽车运动的方向为正方向,汽车的初速为v0,碰撞前速度为v,碰撞后瞬间速度为v',减速的加速度为a:a=
μmg
m=μg…①
对汽车刹车的L有:v02−v2=2μgL…②
对汽车与小型故障车碰撞瞬间水平方向的动量守恒,有:2mv=3mv'…③
对撞后共同滑行的距离为[1/9]L过程:v′2=2μg
L
9…④
由②③④式得:v0=
1
2
10μgL
(2)两车的摩擦生热:Q=μ(2m)gL+μ(3m)g
L
9=[7/3μmgL…⑤
两车因碰撞而损失的能量:△E=
1
2(2m)
v20−Q=
1
6μmgL…⑥
比值:
△E
Q=
1
14]
答:(1)汽车刹车前的速度是v0=
1
2
10μgL;(2)全过程两车因碰撞而损失的能量与两车的摩擦生热之比是[△E/Q=
1
14].
点评:
本题考点: 动量守恒定律;匀变速直线运动规律的综合运用;牛顿第二定律;功能关系.
考点点评: 碰撞的瞬间我们可以运用动量守恒定律研究问题.
该题可以运用动能定理也可以运用运动学公式解决问题.