Question

為了分析車禍現場的發生過程，常利用電動小車的運動過程來模擬研究，根據實驗結果去推理、再現車禍的發生過程，這種研究方法稱為類比實驗法．下面的研究就是某一次兩車相撞的類比實驗研究過程：如圖所示， 1和2是在水平地面上運動的兩輛電動小車（可視為質點），它們的質量分別為、，分別以初速度和迎面相向運動，他們與地面的滑動摩擦系數均為，當兩電動小車間的距離為 時，同時關閉兩電動小車的電源，經一定時間后兩電動小車相碰．求：

      （1）關閉電源后經過多少時間兩電動小車相碰？

      （2）若碰后兩車粘在一起運動，則碰撞過程中兩電動小車損失的機械能為多少？

      （3）若兩車的碰撞為彈性碰撞（碰撞過程無機械能損失），碰撞過程時間為，則碰撞過程中電動小車1受到的撞擊力約為多大？

Answer 1

解析：

（1）關閉電源后，兩小車的加速度：………………1分

滑停前進，    …………………1分

滑行的距離為：

滑行的時間為： …………………1分

所以  或（舍去） …………………1分

（2）碰前的速；…………………1分

設與碰后的速度，碰撞動量守恒：

 …………………2分

解得：   …………………1分

損失的機械能： …………………2分

解得：…………………1分

（3）設碰后的速度，碰后的速度，碰撞過程動量守恒，機械能守恒：

      …………………2分

…………………2分

 解得：；…………1分

對用動量定理（左為正）： ………………2分

解得：…………………1分