一輛汽車(chē)以72km/h的速率在某郊區(qū)勻速行駛,當(dāng)這輛違章超速行駛的汽車(chē)剛剛駛過(guò)一輛警車(chē)時(shí),警車(chē)立即從靜止以2m/s2的加速度勻加速追去.
(1)警車(chē)何時(shí)能截獲超速汽車(chē)?警車(chē)截獲超速汽車(chē)時(shí),警車(chē)的速度為多大?
(2)在追上前,警車(chē)和汽車(chē)何時(shí)相距最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)距離是多少?
解:(1)已知v
汽=72km/h=20m/s,
設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 兩車(chē)相遇,則有
S
警=S
汽即
代入數(shù)據(jù)解得t=20s
此時(shí)警車(chē)的速度:v
警=at=2×20m/s=40m/s
(2)在追趕過(guò)程中,
當(dāng)警察的速度小于汽車(chē)的速度時(shí),兩車(chē)之間的距離仍在繼續(xù)增大;
當(dāng)警察的速度大于汽車(chē)的速度時(shí),甲、乙之間的距離便不斷減小;
當(dāng)v
警=v
汽時(shí),兩車(chē)相距最遠(yuǎn)
即v
警=at′=v
汽∴
即10s末兩車(chē)之間距離最大
且:
答:20s時(shí)警車(chē)追上超速汽車(chē),此時(shí)警車(chē)的速度為40m/s,當(dāng)10s時(shí),兩車(chē)相距最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)距離為100m.
分析:(1)警車(chē)追上超速車(chē)時(shí),兩車(chē)的位移相等.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,結(jié)合位移關(guān)系求出追及時(shí)間,然后根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式v=at求出警車(chē)的速度.
(2)兩車(chē)速度相等之前,超速車(chē)的速度大于警車(chē),兩車(chē)的距離越來(lái)越大,速度相等之后,超速車(chē)的速度小于警車(chē),兩車(chē)的距離又越來(lái)越。詢绍(chē)速度相等時(shí),之間的距離最大.根據(jù)速度相等,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出時(shí)間,然后求出位移之差,即為兩車(chē)的最大距離.
點(diǎn)評(píng):警車(chē)追上超速車(chē)時(shí),兩車(chē)的位移相等;速度相等之前,兩車(chē)的距離逐漸增大,速度相等后,兩車(chē)的距離逐漸減小,速度相等時(shí),兩車(chē)相距最遠(yuǎn).