题目内容

火车以速度v1匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距x处有另一列火车沿同方向以速度v2(对地、且v1v2)做匀速运动,司机立即以加速度a紧急刹车.要使两车不相撞,a应满足什么条件?

答案:
解析:

  讲析:解法一:两车运动情况如下图所示,后车刹车后虽做匀减速运动,但在其速度减小至和v2相等之前,两车的距离仍将逐渐减小;当后车速度减小至小于前车速度,两车距离将逐渐增大.可见,当两车速度相等时,两车距离最近.若后车减速的加速度过小,则会出现后车速度减为和前车速度相等之前即追上前车,发生撞车事故;若后车减速的加速度过大,则会出现后车速度减为和前车速度相等时仍未追上前车,根本不可能发生撞车事故;若后车加速度大小为某值时,恰能使两车在速度相等时后车追上前车,这正是两车恰不相撞的临界状态,此时对应的加速度即为两车不相撞的最小加速度.综上分析可知,两车恰不相撞时应满足下列两方程:

  

  点评 解法一注重对运动过程的分析,抓住两车间距离有极值时速度应相等这一关键条件来求解;解法二中由位移关系得到一元二次方程,然后利用根的判别式来确定方程中各系数间的关系;解法三通过巧妙地选取参考系,使两车运动的关系变得简明.


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