题目内容
如图1所示,在成都天府大道某处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度.一辆汽车正从A点迎面驶向测速仪B,若测速仪与汽车相距355m,此时测速仪发出超声波,同时车由于紧急情况而急刹车,汽车运动到C处与超声波相遇,当测速仪接受到发射回来的超声波信号时,汽车恰好停止于D点,且此时汽车与测速仪相距335m,忽略测速仪安装高度的影响,可简化为如图2所示分析(已知超声波速度为340m/s,).
(1)求汽车刹车过程中的加速度a;
(2)此路段有80km/h的限速标志,分析该汽车刹车前的行驶速度是否超速?
(1)求汽车刹车过程中的加速度a;
(2)此路段有80km/h的限速标志,分析该汽车刹车前的行驶速度是否超速?
分析:(1)由匀变速运动的位移公式求出汽车的位移,应用匀速运动的位移公式求出超声波的传播时间,然后求出汽车的加速度;
(2)由匀变速运动的速度位移公式求出汽车的初速度,然后判断汽车是否超速.
(2)由匀变速运动的速度位移公式求出汽车的初速度,然后判断汽车是否超速.
解答:
解:(1)根据题意,超声波和汽车运动过程的示意图,如图所示,
设超声波往返的时间为2t,汽车在2t时间内,刹车的位移为S=
a(2t)2=20m,
当超声波与A车相遇后,A车继续前进的时间为t,位移为S2=
at2=5m,
则超声波在2t内的路程:2×(335+5)m=680 m,s=v声?2t,
v声=340m/s,解得:t=1 s,汽车的加速度:a=10m/s2;
(2)由A车刹车过程中的位移S=
,
解得,汽车刹车前做匀速直线运动的速度:
v0=
=
=20m/s=72km/h<80km/h,则汽车没有超速.
答:(1)汽车刹车过程中的加速度为10m/s2;(2)该车刹车前的行驶速度不超速.
设超声波往返的时间为2t,汽车在2t时间内,刹车的位移为S=
| 1 |
| 2 |
当超声波与A车相遇后,A车继续前进的时间为t,位移为S2=
| 1 |
| 2 |
则超声波在2t内的路程:2×(335+5)m=680 m,s=v声?2t,
v声=340m/s,解得:t=1 s,汽车的加速度:a=10m/s2;
(2)由A车刹车过程中的位移S=
| ||
| 2a |
解得,汽车刹车前做匀速直线运动的速度:
v0=
| 2as |
| 2×10×(355-335) |
答:(1)汽车刹车过程中的加速度为10m/s2;(2)该车刹车前的行驶速度不超速.
点评:解决本题的关键理清运动过程,抓住超声波从B发出到A与被A反射到被B接收所需的时间相等,运用匀变速直线运动的规律进行求解.
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