题目内容
【题目】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2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内.问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)判定警车在加速阶段能否追上货车?(要求通过计算说明)
(3)警车发动后要多长时间才能追上货车?
【答案】
(1)解:警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时.它们的距离最大,设警车发动后经过t1时间两车的速度相等.
则 ,
此时货车的位移为s货=(5.5+4)×10m=95m,
警车的位移为s警=
所以两车间的最大距离△s=s货﹣s警=75m
答:警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是75m.
(2)解:90km/h=25m/s,
则警车加速到最大速度25m/s所用的时间为t2= =10s,
s货′=(5.5+10)×10m=155m
s警′=
因为s货′>s警′,故此时警车尚未赶上货车;
答:警车在加速阶段不能追上货车.
(3)解:警车刚达到最大速度时两车距离△s′=s货′﹣s警′=30m,警车达到最大速度后做匀速运动,设再经过△t时间追赶上货车.
则:△t= =2s
所以警车发动后要经过t=t2+△t=12s才能追上货车.
答:警车发动后要12s才能追上货车.
【解析】(1)典型的追及相遇问题,当两车速度相等时,距离最大。
(2)速度相等时,两车距离最近,此时也是两车能否追上的临界条件。
(3)追击相遇类问题,一定要注意时间关系和位移关系。
【考点精析】利用匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系对题目进行判断即可得到答案,需要熟知速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.