Question

某冒險家開車穿越沙漠，突然發(fā)現(xiàn)在與他前進方向垂直的方向上橫亙著一道很長的沙墻，為避免與之相撞，冒險家有兩種方案：一是直接剎車，二是保持車速不變不斷轉(zhuǎn)彎使車做勻速圓周運動，哪一種方法更安全？

Answer 1

思路點撥：這是一個考查物理學(xué)知識在實際生活中的應(yīng)用問題.汽車直接剎車時汽車做勻減速直線運動，轉(zhuǎn)彎時則為勻速圓周運動，分別利用運動學(xué)公式和圓周運動的有關(guān)知識來分析.

解析：（1）若采用急轉(zhuǎn)彎方式，則汽車受到的摩擦力提供向心力的作用，使汽車在水平路面上做勻速圓周運動.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，根據(jù)向心力公式：F_向=m，根據(jù)摩擦力公式f=μN=μmg,解得：R=.

（2）若采用急剎車的方式，則由題意可知：汽車在水平方向受滑動摩擦力的作用，在豎直方向受到兩個力：重力、支持力，二力平衡，因而在水平面上做勻速直線運動.根據(jù)牛頓第二運動定律：f=ma.根據(jù)摩擦力公式f=μN=μmg，得加速度的大小為：a=μg.剎車時末速度為0,根據(jù)運動學(xué)公式v_t²-v₀²=2as,得

汽車滑行距離為：s==.

比較上面s、R大小的表示式可以看出：當汽車的速度v一定、距障礙物距離一定時，s小于R，即采用急剎車方法滑行距離短，因而采用這種方式較好.

答案：直接剎車較好