题目内容

14.如图所示,在福银高速公路266km处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度.若B为测速仪,A为汽车,两者相距355m,此时刻B发出超声波,同时A由于紧急情况而急刹车,当B接收到反射回来的超声波信号时,A恰好停止,且此时A、B相距335m,已知声速为340m/s.
(1)求汽车刹车过程中的加速度;
(2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h,则该汽车刹车前的行驶速度是否合法?

分析 (1)根据超声波和A车的同时性求出时间与加速度.
(2)根据刹车位移,求出初速度即可.

解答 解:(1)根据题意,超声波和汽车运动过程的示意图,如图所示.
设超声波往返的时间为2t,汽车在2t时间内,
刹车的位移为x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=20m
当超声波与A车相遇后,A车继续前进的时间为t,位移为x2=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=5m
则超声波在2t内的路程为s=2×(335+5)m=680 m
由声速为340 m/s,得t=1 s,
解得汽车的加速度a=10 m/s2
(2)由A车刹车过程中的位移x=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2a}$,
解得刹车前的速度v0=20m/s=72km/h
车速在规定范围内,是合法的.
答:(1)汽车刹车过程中的加速度为10m/s2;(2)该汽车刹车前的行驶速度合法.

点评 此题属于追击相遇问题,解答此题的关键是弄清汽车与超声波的相对运动关系,然后根据匀变速直线运动的知识即可求解.

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