计算题541斜面——滑块问题
为确保交通安全,公路的下陡坡路段都有限速要求。某地一长直斜坡公路,倾角为37°,机动车限速36 km/h。一质量为5 t的小货车以36 km/h的速度匀速下坡,小货车装配了ABS(车轮防抱死系统),某时刻发现前方20 m处有一观光者以18 km/h的速度匀速骑行下坡,司机立即启动ABS刹车系统,此后货车一直做匀减速运动直到静止,且恰好没有撞到骑行者。
(1)求货车刚停止运动时,骑行者到货车的距离;
(2)若该货车下坡刹车时ABS系统失灵,车轮被抱死,求这种情况下,刹车过程中货车受到的摩擦力。已知货车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.9,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。
【答案】(1)20 m (2)3.6×104 N 方向沿斜面向上
【解析】(1)设小货车减速过程的加速度大小为a时恰好没有撞到骑行者,经时间t1两者速度相等,则
v货-at1=v人
(v货+v人)t1/2=v人t1+20
m
解得a=(5/8)m/s2
再经时间t2,小货车减速到0,有0=v人-at2
则有Δx=v人t2-v人t2/2
解得Δx=20
m。
(2)对货车进行受力分析,则有f=μmgcos
37°
解得f=3.6×104 N
方向沿斜面向上。

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