题目内容

一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s,要想在3min内由静止起沿一条平直公路追上在前面1000m处正以20m/s的速度匀速行驶的汽车,则摩托车必须以多大的加速度起动?
某同学的解法是:设摩托车恰好在3min时追上汽车,摩托车和汽车的位移分别是:
S=
12
at2,S=vt,而S=S+s0
你认为该同学的解法正确吗?若正确请完成此题;若错误请说明理由,并按正确的解法完成此题.
分析:没有考虑摩托车有最大速度的限制;可以设摩托车的加速时间为t1,然后运用运动学公式分阶段列式,最后联立求解.
解答:解:该同学的解法不正确;
按该同学的解法,摩托车在t=180s内一直做匀加速直线运动,追上汽车时,摩托车的速度vm=2
.
v
=2×
s+s0
t
,其中s0=1000m,s=vt=20×180=3600m,
解得vm=51.1m/s>30m/s(超过了摩托车所能达到的最大速度30 m/s)
正确解法:设摩托车的加速时间为t1
最大速度为:vm=at1=30 m/s                         
1
2
 vm t1+vm(t-t1)=1000+vt
联立两式得:a=0.56 m/s2
答:该同学的解法不准确,摩托车必须以0.56 m/s2的加速度起动.
点评:本题是追击问题,关键是根据运动学公式列式后联立求解,但要注意摩托车速度有最大值.
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