题目内容

为了打击贩毒,我边防民警在各交通要道布下天罗地网,一辆运毒汽车高速驶近某检查站,警方示意停车,毒贩见势不妙,高速闯卡,由于原来车速已很高,发动机早已工作在最大功率状态,此车闯卡后在平直公路上的运动可以看作匀速直线运动,它的位移可用s1=40t来描述,运毒车过卡的同时,原来停在旁边的大功率警车立即启动追赶,警车从启动到追上毒贩的运动可看作匀加速直线运动,其位移可用式子s2=2t2来描述,(g取10m/s2
求:(1)在追赶过程中,哪一时刻警车与毒贩车子的距离最远?相距多少?
(2)警车什么时候追上毒贩?追上时离检查站多远?

解:(1)根据待定系数法运毒车做匀速运动,S1=vt=40t,如v=40m/s
警车做初速度为零的匀加速度运动,S2=at2=2t2,故a=4m/s2
当警车和运毒车速度相等时,二者的距离最大,v=at2
即t2==s=10s
∴二者相距最远距离△S=S1-S2=40t2-2t22=40×10m-2×102m=200m.
(2)当警车追上毒贩时,二者的位移相等,即:
S1=S2
即40t=2t2
故t=20s
此时的位移为
S=S1=40t=40×20m=800m
答:(1)在追赶过程中,10s警车与毒贩车子的距离最远,相距200m;
(2)警车20s时候追上毒贩,追上时离检查站800m远.
分析:(1)运用待定系数法,根据位移公式可以求出运毒车逃跑时的速度和警车追赶的加速度,根据警车和运毒车速度相等时,二者的距离最大,求出相距最大时的时间t2,所以二者相距最远距离△S=S1-S2=40t2-4t22,代入时间计算即可.
(2)当警车追上毒贩时,二者的位移相等S1=S2,即40t=4t2,求出时间t,故此时的位移S=S1=S2,代入时间t,计算即可.
点评:本题主要考查了运动学中位移时间公式和速度公式的直接应用,会根据公式判断物体的运动情况,难度不大,属于中档题.
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