Question

【題目】甲、乙兩車(chē)相距40.5m，同時(shí)沿平直公路做直線運(yùn)動(dòng)，甲車(chē)在前，以初速度v1＝16m/s，加速度a1＝2m/s2作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)在后，以初速度v2＝4.0m/s，加速度a2＝1.0m/s2與甲同向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求：

（1）甲、乙兩車(chē)相遇前相距的最大距離，

（2）乙車(chē)追上甲車(chē)經(jīng)歷的時(shí)間？

（3）乙車(chē)追上甲車(chē)時(shí)速度多大？

Answer 1

【答案】（1）甲、乙兩車(chē)相遇前相距的最大距離為64.5m；（2）乙車(chē)追上甲車(chē)經(jīng)歷的時(shí)間為11s；（3）乙車(chē)追上甲車(chē)時(shí)的速度為15m/s

【解析】

根據(jù)“甲車(chē)在前，以初速度v1＝16m/s，加速度a1＝2m/s2作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)在后，以初速度v2＝4.0m/s，加速度a2＝1.0m/s2與甲同向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)”、“甲、乙兩車(chē)相遇前相距的最大距離”、“乙車(chē)追上甲車(chē)經(jīng)歷的時(shí)間”可知，本題考查剎車(chē)問(wèn)題和追擊相遇問(wèn)題，根據(jù)速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn)求相距最遠(yuǎn)時(shí)的時(shí)間和距離，根據(jù)甲車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，判斷甲減速到零時(shí)是否追上，再根據(jù)乙追上甲時(shí)位移相等，列式求解乙車(chē)追上甲車(chē)經(jīng)歷的時(shí)間。根據(jù)速度公式列式求解乙車(chē)追上甲車(chē)時(shí)的速度。

（1）設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1二者速度相等，此時(shí)兩車(chē)間的距離最大

即：v1+a1t＝v2+a2t 得16﹣2t1＝4+t1

解得：t1＝4.0s

此時(shí)甲車(chē) x1＝v1t1+a1t12＝48m

對(duì)乙車(chē) x2＝v2t1+a2t12＝24m

則相遇前最大距離為：△xmax＝x0+x1﹣x2＝64.5m

故兩車(chē)的最大距離為64.5m。

（2）甲車(chē)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t2＝=8s

甲車(chē)位移：x′＝＝64m

乙車(chē)位移x2′＝v2t2+a2t22＝64m

故甲車(chē)停止時(shí)，甲、乙兩車(chē)相距恰好仍為x0＝40.5m

甲車(chē)停后，乙車(chē)以v2′＝v2+a2t2＝12m/s為初速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

設(shè)再經(jīng)過(guò)時(shí)間t3追上甲車(chē)，x0＝v2′t3+a2t32

即40.5＝12t3+

解得t3＝3s

則乙車(chē)追上甲車(chē)經(jīng)歷的時(shí)間為：t＝t2+t3＝11s

故乙車(chē)追上甲車(chē)經(jīng)歷的時(shí)間為11s

（3）乙車(chē)追上甲車(chē)時(shí)的速度：v＝v2+a2t＝4+11＝15m/s

答：（1）甲、乙兩車(chē)相遇前相距的最大距離為64.5m；（2）乙車(chē)追上甲車(chē)經(jīng)歷的時(shí)間為11s；（3）乙車(chē)追上甲車(chē)時(shí)的速度為15m/s