题目内容

A、B两辆小汽车(均可视为质点)在一条平直的公路上同向行驶,当B车在A车前方40m处时开始计时,此时B车的速度为V1=4m/s,A车的速度为V2=2m/s,从此时开始B车做加速度为a1=2m/s2的匀加速直线运动,A车则先匀加速一段时间后加速度突变为0,再经过一段时间,在 t=12s时A车追上B车,且追上时二者速度相等.求:
(1)A车加速阶段的加速度a2是多大?
(2)在A车追上B车前两车的最大距离△Xm是多少?
分析:(1)B车做加速度为a1=2m/s2的匀加速直线运动,A车先匀加速运动,后做匀速运动,根据位移时间公式求出B在12s内的位移,设A车匀加速运动的时间为t1,则匀速运动的时间为t-t1,根据位移时间公式求出A车在t=12s内的位移,根据位移关系即可求解;
(2)当两车速度相等时,两车间的距离最大.根据速度相等条件求出时间,分别求出两车的位移,两者之差等于它们间的距离.
解答:解:(1)B在12s内的位移x1=v1t+
1
2
a1t2=4×12+
2
2
×144=192m
,
A车匀速运动时的速度v=v1+a1t=4+2×12=28m/s
设A车匀加速运动的时间为t1,则匀速运动的时间为t-t1,则A车在t=12s内的位移是
x2=
v2+v
2
 t1+v(t-t1)

A追上B车时有:x2-x1=40m
联立以上各式得:t1=8s
A车加速阶段的加速度a2=
v-v2
t1
=
28-2
8
=3.25m/s2

(2)A追上B之前,当两车速度相等时,两者距离最大,
由v1+a1t2=v2+a2t2
解得:t2=1.6s
因此A追上B车前两车的最大位移为△xm=v1t2+
1
2
 a1t22-(v2 t2+
1
2
 a2 t22)
+40m=41.6m
答:(1)A车加速阶段的加速度a2为3.25m/s2;
(2)在A车追上B车前两车的最大距离△Xm是41.6m.
点评:本题是追及问题,在分别研究两车运动的基础上,关键是研究两者之间的关系,通常有位移关系、速度关系、时间关系.
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