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有违章行为时,决定前去追赶,经过2s后警车发动起来,并以2m/s2的加速度做匀加速运动,试问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)若警车能达到的最大速度是vm=12m/s,达到最大速度后以该速度匀速运动,则警车发动后要多长时间才能追上货车?
【答案】
(1)解:当at1=v0 时距离最大,解得:
t1= = s=5s
此时货车的位移:
x1=v0(t1+t0)=10×(2+5)m=70m
警车的位移:
x2= at12= ×2×25m=25m
则两车间的最大距离是:
△x=x1﹣x2=70﹣25=45m
答:警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是45m;
(2)解:当警车速度达到最大时,经历的时间:
t2= = s=6s
这段时间内货车的位移:
x1′=v0(t2+t0)=10×(6+2)m=80m
警车的位移:
x2′= at22= ×2×36m=36m
可知警车还未追上货车,则还需追及时间:
t3= =22s
则t=t2+t3=6+22=28s.
答:警车发动后要28s才能追上货车.
【解析】经对题意的分析可得当两车的速度相等时,它们两车相距最远,结合速度公式求出速度相等时所经历的时间,根据位移时间关系求出两车相距的最大距离;根据位移时间关系,结合运动学公式求出追及的时间,在此过程中,还要注意判断警车在追上货车的时候速度有没有达到最大值。
【考点精析】根据题目的已知条件,利用匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识可以得到问题的答案,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.