广东省潮州市2023-2024学年高三上学期期末考试物理试题(解析版)5079.pdf

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?1m、质量均为1吨的钢箱。某时刻,对面车道驶来一辆开着远光灯的汽车,刺眼的灯光使得货车司机瞬间眼前一黑,司机立即刹车让货车以大小为a?2m/s2的加速度做匀减速直线运动。在司机开1始刹车的同时乙钢箱布条被扯断,一段时间后两钢箱碰撞并粘在一起,碰撞时间极短且碰撞瞬间甲钢箱的Δt?1sa?1m/s2的加布条也被扯断。货车司机听到响声后,经过的反应时间踩下油门,让货车以大小为2速度加速,最终才使得两钢箱不再滑动。已知钢箱与货柜之间的动摩擦因数??,不考虑布条断裂瞬g,求:间对钢箱和货车的影响,重力加速度取10m/s2(1)货车司机开始刹车到两钢箱发生撞击的时间t;(2)两钢箱碰撞瞬间甲钢箱受到的冲量I的大小;(3)为避免甲钢箱与货柜头接触而造成二次碰撞,甲钢箱左侧与货柜头距离至少为多少。【答案】(1)t?2s;(2)I?500(N?s);(3)d?【解析】【详解】(1)设货车司机开始刹车到两钢箱发生撞击的时间t,货车匀减速直线运动的位移为1x?vt?at21021在司机开始刹车的同时乙钢箱布条被扯断,则乙货箱受滑动摩擦力做匀减速直线运动,有a??g?:..乙货箱的位移为1x?vt?at2202两货箱相撞,满足x?x?d21联立解得时间为t?2s(2)两钢箱相撞时,货车和甲钢箱的速度为v?v?at?11m/s101乙钢箱的速度为v?v?at?12m/s20两钢箱相碰后的共同速度为v,两钢箱碰撞的过程动量近似守恒,有mv?mv?2mv12解得共同速度为v??mv?mv?500(N?s)1方向向左。(3)在反应时间Δt?1s内货车继续做匀减速直线运动,有1x?v??t?a(?t)2?10m3121v?v?a??t?9m/s311两货箱一起向前做匀减速直线运动,a?,有1x?v??t?a(?t)2??v?a??t?10m/s41t两者达到共速,共速后因a?a,三者一起保持相对静止加速,有此后货车加速且钢箱减速,设经过12v?v?at541v?v?at5321:..解得t?,v?,甲钢箱左侧与货柜头距离至少为v?vv?vd?x?45t?(35t?x)?