题目内容
【题目】五人制足球的赛场长40m,宽20m,如图所示.在比赛中,功方队员在中线附近突破防守队员,将足球沿边路向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为v1=6m/s的匀减速直线运动,加速度大小为a1=1m/s2 . 该队员将足球踢出后,立即由静止启动追赶足球,他的运动可看作是匀加速直线运动,最大加速度为a2=1m/s2 , 能达到的最大速度为v2=4m/s.该队员至少经过多长时间能追上足球?
【答案】解:设足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为x1,则有:
带入数据解得
足球匀减速运动时间为:
前锋队员以最大加速度追赶的加速时间为:
在此过程中的位移为:
之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为x3=v2(t1﹣t2)=8m
由于x2+x3<x1,故足球停止运动时,前锋队员没有追上足球,然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球,
由匀速运动公式得:x1﹣(x2+x3)=v2t3
代入数据解得t3=0.5s
前锋队员追上足球的时间为:t=t1+t3=6.5s
答:该队员至少经过6.5s时间能追上足球.
【解析】考察匀变速直线运动规律的综合应用,在人对球的追击问题中,人经历了匀加速和匀速两个运动状态,足球经历了匀减速和静止两个状态,当二者位移相等的时候是两者的相遇时刻.
【考点精析】本题主要考查了匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系和匀变速运动中的平均速度的相关知识点,需要掌握速度公式: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;平均速度:V=V0+Vt才能正确解答此题.