题目内容

【题目】甲、乙两车相距40.5m,同时沿平直公路做直线运动,甲车在前,以初速度v1=16m/s,加速度a1=2m/s2作匀减速直线运动,乙车在后,以初速度v2=4.0m/s,加速度a2=1.0m/s2与甲同向作匀加速直线运动,求:
(1)甲、乙两车相遇前相距的最大距离
(2)乙车追上甲车经历的时间.

【答案】
(1)解:甲、乙两车速度相等时距离最大

由v=v0+at令 v1﹣a1t=v2+a2t

得16﹣2t1=4+t1

t1=4.0s

前4s内,对甲车 ,对乙车

∴△Smax=S+S1﹣S2=64.5m

答:甲、乙两车相遇前相距的最大距离为64.5m;


(2)解:甲车运动的总时间

甲车位移

乙车位移

故甲车停止时,甲、乙两车相距恰好仍为x0=40.5m

甲车停后,乙车以v2′=v2+a2t2=12m/s为初速度作匀加速直线运动,

设再经过时间t3追上甲车,

即40.5=

解得t3=3s

则乙车追上甲车经历的时间为:t=t2+t3=11s

答:乙车追上甲车经历的时间为11s.


【解析】(1)速度相等前,甲车的速度大于乙车的速度,两者的距离越来越大,速度相等后,乙车的速度大于甲车的速度,两者的距离越来越小,知速度相等时,甲乙两车间有最大距离.(2)求出甲车减速到停止所需的时间,得出此时两车相距的距离,这段距离内,甲车停止,乙车做有初速度的匀加速直线运动,根据运动学公式求出时间,从而得出乙车追上甲车经历的时间.
【考点精析】解答此题的关键在于理解匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识,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.

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