题目内容

7.小张驾车在一平直公路上以v0=30m/s的速度匀速行驶,他突然发现前方有受伤路人求助,于是立即刹车,汽车做匀减速直线运动,经过t1=15s速度减小为零.小张问明原因后,立即把受伤路人扶上车送往前方x=7.5km处的医院,若小张要在t2=2.5min内把车停在医院门前.已知在途中小张的最大车速为vm=60m/s,汽车刹车后的加速度大小不变,请问汽车启动时的最小加速度为多少?

分析 根据$a=\frac{△v}{△t}$可求刹车加速度,由此可求汽车到医院后刹车位移,根据汽车加速位移和刹车位移列式联立可求解.

解答 解:根据$a=\frac{△v}{△t}$可得刹车加速度a=$\frac{{v}_{0}}{{t}_{1}}$=$\frac{30}{15}$=2m/s2
则汽车到医院是刹车时间t1′=$\frac{60}{2}=30s$
该段时间内行驶位移:${x}_{1}=\frac{{v}_{m}^{2}}{2a}$=$\frac{6{0}^{2}}{2×2}$=900m
汽车启动的最小加速度为a′,车加速到最大所需时间:t2′=$\frac{60}{a′}$
该段时间内,车运动位移:x2=$\frac{6{0}^{2}}{2a′}$
那么匀速运动的位移为x0=x-(x1+x2)
设匀速直线运动的时间为t0=2.5×60-30-$\frac{60}{a′}$
综上所述,解得:a′=3m/s2
答:汽车启动时的最小加速度为3m/s2

点评 本题考查了匀变速直线运动加速度及位移公式的基本应用,注意汽车有段是匀速直线运动,是解题的关键.

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