一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以一定的加速度做匀加速运动,但警车行驶的最大速度是25m/s.警车发动后刚好用12s的时间追上货车,问:
(1)警车启动时的加速度多大?
(2)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
网友回答
解:
(1)设5.5s内货车位移为s0,则s0=v0t0=55m
若12s内警车一直做匀加速直线运动,则:
?? 解得:a=2.43m/s2
此时警车的速度为:v=at=29.2m/s>25m/s
因此警车的运动应为:先做匀加速直线运动,达到最大速度25m/s后做匀速直线运动,并设其加速时间为t1,则有:
?? vm=at1,+vm(t-t1)=v0t+s0
由以上各式可解得:a=2.5?m/s2
(2)当警车的速度与货车的速度相等时,两者间的距离最大,设所需时间为t2,则:
????v0=at2?? 即?t2=4?s
两车间的最大距离为:sm=v0t2-+s0=75m
答:(1)警车启动时的加速度2.5?m/s2.
??? (2)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是75m.
解析分析:(1)货车做匀速直线运动,由位移公式求出货车在5.5s后警车发动的时间内通过的位移.设警车一直做匀加速运动,直到12s内追上货车,由位移关系求出警车的加速度,由速度公式求出此时警车的速度,与其最大速度比较,发现超过最大速度,说明警车是先做匀加速直线运动,达到最大速度25m/s后做匀速直线运动,再由位移关系求出警车启动时的加速度.
(2)开始阶段,货车的速度大于警车的速度,两者距离越来越大;当警车的大于货车速度时,两者距离越来越小.说明当两者速度相等时,最大距离最大.由位移关系求出最大距离.
点评:本题考查分析、判断物体运动情况的能力,属于匀加速运动追及匀速运动的问题,当两者速度相等时,距离最大.