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2.2014年12月12日,印尼中爪哇省的班查内加拉县因为连日的暴雨引发泥石流灾害,造成了巨大损失.如图所示,可视为质点的一个石头从发生泥石流的高AB=5m、长AC=50m的山坡上由静止滚下,不考虑石头在整个滚动过程中摩擦阻力的影响,山坡
脚下救援车的师傅发现后(石头滚动瞬间即被发现,不考虑反应时间),立即向前加速开车,求救援车的加速度至少多大才不至于被石头撞上?(重力加速度取g=10m/s2)

分析 根据牛顿第二定律可求得石头的运动时间和速度,抓住两者速度恰好相等时不会撞上,结合位移关系,根据运动学公式进行求解.

解答 解:由于不考虑摩擦阻力的影响,有:mgsinα=ma1
代入数据解得:a1=1 m/s2
设石头滚到山坡脚下所用时间为t1,有:x=$\frac{1}{2}$a1t12
代入数据解得:t1=10 s
石头到山坡脚下的速度为:v=a1t1=10 m/s
刚好撞不上,石头的速度与救援车的速度相等,石头到山坡脚下以后匀速滚动,因此有:v=at
v(t-t1)=$\frac{1}{2}$at2
代入数据解得:a=0.5 m/s2
答:救援车的加速度至少为0.5 m/s2才不至于被石头撞上

点评 本题考查了运动学中的追及问题,关键抓住临界状态,结合位移关系,运用运动学公式灵活求解; 本题也可以根据动能定理求出到达底部的速度.

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