题目内容

17.如图所示,一汽车停在小山坡底端处,突然司机发现山坡上距坡底x=100m处有一泥石流,泥石流以a1=2m/s2加速度由静止匀加速滑下,泥石流在坡底拐弯的瞬间速度大小不变,然后在水平地面上做加速度大小a2=1m/s2的匀减速直线运动,泥石流开始运动时司机立即启动汽车,并使汽车做匀加速直线运动,汽车恰好逃离泥石流.求:
(l)泥石流到达坡底时的速度大小?
(2)汽车做匀加速运动的加速度大小a3.

分析 (1)根据匀变速直线运动的速度位移公式求出泥石流到达坡底的速度大小.
(2)因为汽车做匀加速直线运动,汽车恰好逃离泥石流,可知速度相等时,泥石流在水平面上的位移与汽车的位移相等,结合运动学公式求出汽车匀加速运动的加速度大小.

解答 解:(1)由速度位移公式${{v}_{1}}^{2}=2{a}_{1}x$得泥石流到达坡底的速度${v}_{1}=\sqrt{2{a}_{1}x}=\sqrt{2×2×100}$m/s=20m/s,
(2)由公式v1=a1t1可知,泥石流在斜坡上运动的时间${t}_{1}=\frac{{v}_{1}}{{a}_{1}}=\frac{20}{2}s=10s$,
因汽车恰好逃离泥石流,所以当泥石流到达汽车位置时,他们的速度恰好相等,设为v2,则有:
v2=v1-a2t2=a3(t1+t2),
$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}{t}_{2}$=$\frac{{v}_{2}}{2}({t}_{1}+{t}_{2})$,
代入数据解得${a}_{3}=0.8m/{s}^{2}$.
答:(1)泥石流到达坡底时的速度大小为20m/s;
(2)汽车做匀加速运动的加速度大小为0.8m/s2.

点评 本题考查了运动学中的追及问题,解决本题的关键抓住临界状态,结合运动学公式灵活求解,难度不大.

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