Question

一輛值勤的警車停在平直公路邊，當警員發(fā)現從他旁邊以v=8m/s的速度勻速駛過的貨車有違章行為時，警車立即啟動，并以加速度a=2m/s²做勻加速運動，試問：
（1）警車發(fā)動起來后要多長的時間才能追上違章的貨車？
（2）在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是多少？
（3）若警車的最大速度是v_m=12m/s，則警車發(fā)動起來后要多長的時間才能追上違章的貨車？

Answer 1

分析：（1）警車追上貨車時，兩車的路程相等，由此列方程可以求出警車追上貨車的時間，
（2）剛開始貨車的速度大于警車速度，故兩車之間的距離越來越大，當兩車速度相等時，位移最大；分別求出兩車的路程，然后求出兩車間的最大距離．
（3）若警車的最大速度是12m/s，先求出加速到最大速度的時間，再根據位移關系即可求解．

解答：解：（1）設警車發(fā)動起來后要時間t才能追上違章的貨車，則：

1

2

at2=vt
解得：t=8s
（2）在警車追上貨車之前，兩車速度相等時，兩車間的距離最大，設警車發(fā)動起來后經時間t′兩車速度相等，兩車間的距離最大為s_m，則：t′=4 s
故：Sm=vt′-

1

2

at′2=8×4-

1

2

×2×42=16m
（3）若警車的最大速度是12 m/s，則警車發(fā)動起來后加速的時間：t0=

△v

a

=

12

2

=6s
設警車發(fā)動起來后經過時間t″追上違章的貨車，則：

1

2

at

2 0

+v_m（t″-t₀）=vt″
解得t″=9s．
答：（1）警車發(fā)動起來后要8s的時間才能追上違章的貨車；（2）在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是16m；（3）若警車的最大速度是v_m=12m/s，則警車發(fā)動起來后要9s的時間才能追上違章的貨車．

點評：兩物體在同一直線上運動，往往涉及到追擊、相遇或避免碰撞等問題，解答此類問題的關鍵是找出時間關系、速度關系、位移關系，注意兩者速度相等時，往往是能否追上或者二者之間有最大或者最小值的臨界條件．