题目内容

如图所示,一个人站在距离平直公路h=50m远的B处,公路上有一辆汽车以v1=10m/s的速度行驶.当汽车与人相距L=200m的A处时,为了使人跑到公路上时能与车相遇,人的速度至少为多大?此时人应该沿哪个方向运动?
分析:设人看到汽车的视线与公路AD的夹角为α,人跑动的方向与视线的夹角为θ,根据同时性,运用正弦定理,求出人跑动速度与汽车速度及α角的关系,根据数学分析人的速度什么条件最小.
解答:解:用α表示人看到汽车的视线与人跑动的方向之间的夹角,θ表示视线与公路间的夹角.
   设人从B处跑到公路上的D处与汽车相遇,所用的时间为t,
对△ABD有:AD=v1t,BD=v2t,AB=L,∠ABD=α,sinθ=
h
L

根据正弦定理列式可得:
AD
sinα
=
BD
sinθ

      即
v1t
sinα
=
v2t
sinθ

    v2=
sinθ
sinα
v1=
hv1
Lsinα

要使人的速度最小,sinα应该最大,即α=90°,
     v2=
hv1
L
=
50×10
200
=2.5m/s

人应该沿垂直AB方向运动.
答:人的速度至少为2.5m/s,人应该沿垂直AB方向运动.
点评:本题是典型的相遇问题,关键抓住两个物体的联系,同时,要利用数学知识求极值,考查应用数学知识解决物理问题的能力.
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