Question

下雪天，卡車在筆直的高速公路上勻速行駛．司機突然發現前方停著一輛故障車，他將剎車踩到底，車輪被抱死，但卡車仍向前滑行，并撞上故障車，且推著它共同滑行了一段距離l后停下．事故發生后，經測量，卡車剎車時與故障車距離為L，撞車后共同滑行的距離l=

8

25

L．假定兩車輪胎與雪地之間的動摩擦因數相同．已知卡車質量M為故障車質量m的4倍．
（1）設卡車與故障車相撞前的速度為v₁，兩車相撞后的速度變為v₂，求

v1

v2

（2）卡車司機至少在距故障車多遠處采取同樣的緊急剎車措施，事故就能免于發生．

Answer 1

（1）由碰撞過程動量守恒Mv₁=（M十m）v₂        ①
則

v1

v2

=

5

4

2）設卡車剎車前速度為v₀，輪胎與雪地之間的動摩擦因數為μ，根據動能定理得：
兩車相撞前卡車動能變化

1

2

Mv₀²-

1

2

Mv₁²=μMgL  ②
碰撞后兩車共同向前滑動，動能變化 

1

2

（m+M）v₂²-0=μ（m+M）gl   ③
由②式  v₀²-v₁²=2μgL
由③式  v₂²=2μgl
又因l=

8

25

L，得  v₀²=3μgl
如果卡車滑到故障車前便停止，由 

1

2

Mv₀²=μMgL′④
解得：L′=

3

2

L
這意味著卡車在距故障前至少

3

2

L處便緊急剎車，才能免于事故．
答：（1）設卡車與故障車相撞前的速度為v₁，兩車相撞后的速度變為v₂，

v1

v2

=

5

4

，
（2）卡車在距故障前至少

3

2

L處便緊急剎車，才能免于事故．