Question

【題目】高速公路上甲、乙兩車(chē)在同一車(chē)道上同向行駛，甲車(chē)在前，乙車(chē)在后，速度均為v0＝30 m/s，相距s0＝100 m，t＝0時(shí)，甲車(chē)遇緊急情況后，甲、乙兩車(chē)的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系分別如圖甲、乙所示，以運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎�方�?/span>．

（1）兩車(chē)在0～9 s內(nèi)何時(shí)相距最近？最近距離是多少？

（2）若要保證t＝12 s時(shí)乙車(chē)在甲車(chē)后109 m，則圖乙中a0應(yīng)是多少？

Answer 1

【答案】（1）6 s 10 m （2）8 m/s2

【解析】

試題分析：（1）由圖象知，甲車(chē)前3 s做勻減速運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，3 s末甲車(chē)速度為0，此過(guò)程乙的速度大于甲的速度，兩者距離減小，接著甲做勻加速運(yùn)動(dòng)而乙做勻減速運(yùn)動(dòng)，兩車(chē)距離進(jìn)一步減小，當(dāng)兩車(chē)速度相等時(shí)相距最近；設(shè)t1＝3 s后再經(jīng)過(guò)t2時(shí)間甲、乙兩車(chē)速度相等，此時(shí)兩車(chē)相距最近，

有a2t2＝v0＋a3t2

代入數(shù)值得t2＝3 s

即6 s時(shí)兩車(chē)相距最近

兩車(chē)速度相等前甲車(chē)的位移為

乙車(chē)的位移為x乙＝v0t1＋v0t2＋a3t22

最近距離為smin＝s0＋x甲－x乙

聯(lián)立并代入數(shù)值得smin＝10 m．

（2）9 s末（即t3＝6 s），甲車(chē)的速度為v1′＝a2t3＝30 m/s

9 s內(nèi)甲車(chē)發(fā)生的總位移

代入數(shù)值得x甲′＝135 m

9 s末，乙車(chē)的速度為v2′＝v0＋a3t3＝0

9 s內(nèi)乙車(chē)發(fā)生的總位移x乙′＝v0t1＋v0t3＋a3t32

代入數(shù)值得x乙′＝180 m

所以9 s末，甲車(chē)在乙車(chē)前x＝s0＋x甲′－x乙′＝55 m

若要保證t＝12 s時(shí)（即t4＝3 s）乙車(chē)在甲車(chē)后109 m，則應(yīng)有

v1′t4＋x－a0t42＝109 m

代入數(shù)據(jù)得a0＝8 m/s2