题目内容

5.小华同学在研究玩具小车A 的运动情况时,描绘出了如图所示的速度-时间图象.通过查阅资料,得知速度-时间图象与坐标轴所包围部分(即图中阴影部分)的面积就是小车运动的距离.根据图象可以计算出小车A 在0-1s 内的平均速度为0.1m/s.如果在小车A 开始运动的同时,在A 后方0.9m 处释放一同向匀速运动的小车B,当小车B的速度为1m/s 时,经过足够长时间,两车可相遇2次.当小车B 的速度大小满足小于0.6m/s时,两车不可能相遇.

分析 (1)根据图象求出小车A运动的距离,然后根据平均速度公式求出小车A 在0-1s 内的平均速度;
(2)根据图象求出小车A运动的加速度,根据两车的距离关系求出相遇时间,进而得出两车可相遇次数;
(3)当两车速度相等时,并利用距离关系求出此时的速度,进而判断两车不可能相遇小车B的速度大小.

解答 解:(1)由题意和图象可知,小车A在1s 内运动的距离:
s=$\frac{1}{2}$vt=$\frac{1}{2}$×0.2m/s×1s=0.1m,
则小车A 在0-1s 内的平均速度:
$\overline{v}$=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.1m}{1s}$=0.1m/s.
(2)设两车相遇所用的时间为t,
由图象可知,小车A的速度与时间成正比,比例系数k=$\frac{0.2}{1}$=0.2,
则小车A的速度:vA=0.2t,
由题意可得,小车A在相遇时运动的距离:sA=$\frac{1}{2}$vAt=$\frac{1}{2}$×0.2t×t=0.1t2----------①
小车B做匀速运动,则小车B在相遇时运动的距离:sB=vBt=1t--------②,
由题知,在小车A 开始运动的同时,在A 后方0.9m 处释放一同向匀速运动的小车B,如图所示:

则相遇时应满足sA+s=sB,即:0.1t2+0.9=t---------③,
解③式可得:t=1s或9s;
即当t=1s或9s时两车可相遇2次.
(3)设恰好相遇时小车B的速度为vB′,则t时间内小车B运动的距离:sB=vB′t--------④,
恰好相遇时,需满足sA+s=sB,
将①④代入上式可得:0.1t2+0.9=vB′t---------⑤
要两车不可能相遇时,则方程⑤无解(关于t的一元二次方程),
由数学知识可知,△=b2-4ac<0,即(-vB′)2-4×0.1×0.9<0,
解得vB′<0.6m/s,故当小车B 的速度大小满足小于0.6m/s时,两车不可能相遇.
故答案为:0.1;2;小于0.6m/s.

点评 本题主要考查学生对速度公式及其速度时间图象的掌握和应用,抓住两车的距离关系,灵活运用相关公式即可正确解题,有一定难度.

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