题目内容


由于调度失误,火车甲正以30m/s的速度匀速向前行驶,甲车司机突然发现在其前方同一轨道上距车为50m处有另一列火车乙,它正沿着相同的方向以20m/s的速度匀速前行,于是甲车司机立即以2m/s2的加速度匀减速刹车(由于乙车司机无法观察到后方情况,乙车继续以20m/s的速度前行).
    (1)请以详细的解答说明两车是否会发生相撞?若不会发生相撞,则两车的最小距离是多少?
    (2)请问,甲车刹车加速度大小在什么范围内会发生相撞事故?


解:(1)两车速度相等时所经历的时间t== =5s    2分

此过程中,乙的位移x乙=v乙•t=20×5=100m,               1分

甲的位移x甲= = =125m           1分

所以,二者间距离△x=x甲-x乙=25m<50m                     1分

则不会发生相撞,则两车的最小距离是△x′=50-25=25m         1分

(2)设甲车刹车加速度大小为a1时,恰好不发生相撞事故,此时甲刚好追上乙,且甲的速度Vt=V乙=20m/s                                               1分

设此段时间历时为t1s,已知甲乙间间距L=50m,

对甲:V乙2 −V甲2 =−2a1x甲                                  1分

t1=V甲−V乙 a1                                               1分

对乙:x乙=V乙t1                                             1分

甲乙的位移关系为:x甲-x乙=L                                 1分   

解得:a 1=1m/s2                                            

所以甲刹车的加速度大小小于1m/s2时会发生相撞事故.          1分

答:(1)不会发生相撞,两车的最小距离是25m;

(2)甲车刹车加速度大小小于1m/s2时会发生相撞事故.


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