11.一輛值勤的警車停在公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以10m/s的速度勻速行駛的貨車嚴(yán)重超載時(shí),決定前去追趕,經(jīng)過(guò)5.5s后警車發(fā)動(dòng)起來(lái),并以2.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),但警車的行駛速度必須控制在90km/h以內(nèi).問(wèn):
(1)警車在追趕貨車的過(guò)程中,兩車間的最大距離是多少?
(2)警車發(fā)動(dòng)后要多長(zhǎng)時(shí)間才能追上貨車?

分析 貨車勻速運(yùn)動(dòng)在前面,警車從靜止開(kāi)始勻加速運(yùn)動(dòng)在后面追,剛開(kāi)始貨車的速度大于警車速度,故兩車之間的距離越來(lái)越大,當(dāng)兩車速度相等時(shí),位移最大,之后警車速度大于貨車,兩車之間的距離逐漸減小直至追上.在此過(guò)程中注意,警車發(fā)動(dòng)的時(shí)間,貨車在做勻速運(yùn)動(dòng),而警車不能一直加速下去,當(dāng)速度達(dá)到90km/h時(shí)就不能增加了,而做勻速運(yùn)動(dòng).所以該題要先分析警車能不能在勻加速階段追上貨車,若不能,則在勻速階段追上.當(dāng)警車追上貨車時(shí)兩車位移相等.

解答 解:(1)警車在追趕貨車的過(guò)程中,當(dāng)兩車速度相等時(shí),它們間的距離最大,設(shè)警車發(fā)動(dòng)后經(jīng)過(guò)t1時(shí)間兩車的速度相等.則有:
t1=$\frac{{v}_{1}}{a}=\frac{10}{2.5}s=4s$,
此時(shí)貨車的位移為:s=(t0+t1)v1=(5.5+4)×10 m=95 m
警車的位移為:${s}_{警}=\frac{1}{2}a{{t}_{1}}^{2}=\frac{1}{2}×2.5×16m=20m$.
所以兩車間的最大距離為:△s=s-s=75 m.
(2)v0=90 km/h=25 m/s,當(dāng)警車剛達(dá)到最大速度時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
${t}_{2}=\frac{{v}_{m}}{a}=\frac{25}{2.5}s=10s$,
 此時(shí)貨車的位移為:s′=(t2+t0)v1=(5.5+10)×10 m=155 m
警車的位移為:s′=$\frac{1}{2}a{{t}_{2}}^{2}=\frac{1}{2}×2.5×100$m=125m,
因?yàn)閟′>s′,故此時(shí)警車尚未趕上貨車,且此時(shí)兩車距離為:
△s′=s′-s′=30 m
警車達(dá)到最大速度后做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)再經(jīng)過(guò)△t時(shí)間追趕上貨車,則有:
$△t=\frac{△s′}{{v}_{m}-{v}_{1}}=\frac{30}{25-10}s=2s$,
所以警車發(fā)動(dòng)后要經(jīng)過(guò)t=t2+△t=12 s才能追上貨車.
答:(1)經(jīng)過(guò)4s兩車間的距離最大,此最大距離是75m;
(2)警車發(fā)動(dòng)后要12s才能追上貨車.

點(diǎn)評(píng) 兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng),往往涉及到追擊、相遇或避免碰撞等問(wèn)題,解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵條件是:
①分別對(duì)兩個(gè)物體進(jìn)行研究;
②畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖;
③列出位移方程;
④找出時(shí)間關(guān)系、速度關(guān)系、位移關(guān)系;
⑤解出結(jié)果,必要時(shí)要進(jìn)行討論.這是一道典型的追擊問(wèn)題.要抓住速度、時(shí)間、位移之間的關(guān)系,必要時(shí)可以作出速度時(shí)間圖象幫助解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

1.某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn):在小車A的前端粘有橡皮泥,推動(dòng)小車A使之做勻速直線運(yùn)動(dòng),然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng).他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖(a)所示,在小車A后連著紙帶,電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz,長(zhǎng)木板下墊著薄木片以平衡摩擦力.
(1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖(b)所示,并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖b上).A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),則應(yīng)選BC段來(lái)計(jì)算A碰前的速度,應(yīng)選DE段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”).
(2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量mA=0.40kg,小車B的質(zhì)量mB=0.20kg,則碰前兩小車的總動(dòng)量為0.420kg•m/s,碰后兩小車的總動(dòng)量為0.417kg•m/s.
(3)第(2)問(wèn)中兩結(jié)果不完全相等的原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間存在摩擦力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

2.跳臺(tái)滑雪是利用山勢(shì)特別建造的跳臺(tái)所進(jìn)行的.運(yùn)動(dòng)員著專用滑雪板,在助滑路上獲得高速后起跳,在空中飛行一段距離后著陸.如圖所示,設(shè)某運(yùn)動(dòng)員由a點(diǎn)以5m/s的速度沿水平方向躍起,到b點(diǎn)著陸,山坡傾角θ=30°.則運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間為$\frac{\sqrt{3}}{3}$s,ab間的距離$\frac{10}{3}$m.(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列說(shuō)法正確的是( 。
A..慣性是物體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)具有的性質(zhì)
B.慣性是物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)具有的性質(zhì)
C.慣性是物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)具有的性質(zhì)
D.慣性是物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.如圖所示,在傾角θ=30°的光滑斜面上有一垂直于斜面的固定擋板C,質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧壓縮量為l.如果用平行斜面向上的恒力F(F=mAg)拉A,當(dāng)A向上運(yùn)動(dòng)一段距離x后撤去F,A運(yùn)動(dòng)到最高處B剛好不離開(kāi)C,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.A沿斜面上升的初始加速度大小為gB.A上升的豎直高度最大為2l
C.l等于xD.拉力F的功率隨時(shí)間均勻增加

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.半徑為R的玻璃半圓柱體,截面如圖所示,圓心為O,兩束平行單色光沿截面射向圓柱面,方向與底面垂直,∠AOB=60°,若玻璃對(duì)此單色光的折射率n=$\sqrt{3}$,則兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為( 。
A.$\frac{R}{4}$B.$\frac{R}{3}$C.$\frac{R}{2}$D.R

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.下面列舉的幾種速度,其中指平均速度的是( 。
A.火車以76km/h的速度通過(guò)約2000m的濱州鐵路大橋
B.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),速度不得超過(guò)20km/h
C.城市某路段的路標(biāo)有“15km/h、限速“字樣
D.子彈以600m/s的速度射出槍口

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.如圖所示,桌面高h(yuǎn),質(zhì)量為m的小球從距桌面高H處自由下落.假設(shè)以桌面為零勢(shì)能參考面,則小球落到地面的重力勢(shì)能為( 。
A.-mghB.mgHC.mghD.Mg(h+H)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.雨滴下落到地面附近時(shí),以5m/s的速度勻速豎直下落,某同學(xué)騎著自行車沿水平路面勻速行駛,雨滴與豎直方向始終成45°角迎面打來(lái),則該同學(xué)騎自行車的速度大小為(  )
A.5m/sB.5$\sqrt{2}$m/sC.$\sqrt{5}$m/sD.$\frac{5\sqrt{2}}{2}$m/s

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案