Question

很多國家交通管理部門為了交通安全，制定了死亡加速度為500g，行車加速度超過此值將有生命危險．這個加速度一般車輛達不到，只有發(fā)生交通事故，車輛碰撞時間達到毫秒數(shù)量級時才可能產生．例如，兩輛摩托車時速均為20km/h（5.6m/s）相向而行，發(fā)生碰撞，碰撞時間為0.001s，之后兩車均靜止．問
（1）撞車過程中的平均加速度大小．
（2）頭部是人體最脆弱的部分，它的最大承受力為22.8kN，若人的頭部質量為5kg，發(fā)生上述碰撞時人頭部受力多大？
（3）如果開汽車時系好安全帶，騎摩托車時戴好安全帽，可以起緩沖作用，使碰撞時間延長．當上述的碰撞時間延長到0.002s時，人的頭部實際受力是否超過22.8kN？

Answer 1

分析：（1）通過速度的變化量，結合加速度的定義式求出兩車的平均加速度大�。�
（2）由牛頓第二定律可求得人頭部的受力大�。�
（3）根據(jù)動量定理可求得人的頭部實際受力大�。�

解答：解：（1）加速度得大小為：a=

△v

△t

代入數(shù)據(jù)得：a=

0-5.6

0.001

m/s²=5.6×10³m/s²=560g；
（2）由牛頓第二定律可求得：F=ma=5×5.6×10³m/s²=2.8×10⁴N；
（3）由動量定理可得：F△t=m△v
解得：F=1.4×10⁴N，＜22.8kN；沒有超過
答：（1）平均加速度為560g；（2）人頭部受力為2.8×10⁴N；（3）人的頭部實際受力沒有超過22.8KN．

點評：本題考查了牛頓第二定律和運動學公式及動量定理等的基本運用，知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁．