Question

很多國(guó)家交通管理部門為了交通安全，制定了死亡加速度為500g（g為重力加速度，取g=10m/s²），當(dāng)人體的加速度超過(guò)此值將有生命危險(xiǎn)．一般車輛通常達(dá)不到上述加速度，只有當(dāng)發(fā)生交通事故、且車輛碰撞時(shí)間達(dá)到毫秒數(shù)量級(jí)時(shí)才可能產(chǎn)生．若兩輛摩托車的時(shí)速均為v=80km/h（22.4m/s）相向而行，不慎使駕駛員的頭部發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間為△t₁=0.004s，設(shè)碰撞后兩車（包括人的頭部）均靜止．求：
（1）撞車過(guò)程中的平均加速度a_平的大小．
（2）頭部是人體最脆弱的部分，它的最大承受力為F_m=2.28×10⁴N，若人的頭部質(zhì)量為m=5kg，試估算發(fā)生上述碰撞時(shí)人的頭部所受力F₁的大�。�

Answer 1

分析：（1）兩輛摩托車碰撞過(guò)程做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)加速度的定義式a=

△v

△t

求出撞車過(guò)程中的平均加速度的大�。�
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出人頭部所受的作用力．

解答：解：（1）撞車過(guò)程的初速度v=80km/h=22.4m/s，所用時(shí)間△t₁=0.004s，末速度為0．則
 平均加速度的大小 a平=

v

△t

 ①
代入數(shù)據(jù)得　　a平=5.6×103m/s2②
（2）對(duì)頭部，根據(jù)牛頓第二定律得 F₁=ma_平③
代入數(shù)據(jù)得　　F1=2.8×104N　　　　　�、�
答：
（1）撞車過(guò)程中的平均加速度a_平的大小為5.6×10³m/s²．
（2）發(fā)生上述碰撞時(shí)人的頭部所受力F₁的大小為2.8×10⁴N．

點(diǎn)評(píng)：本題運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律分析和處理實(shí)際問(wèn)題，關(guān)鍵要掌握加速度的定義式和牛頓第二定律公式，并能正確運(yùn)用．