甲,乙两车在同一条平直公路上行使,甲车以V=10m/s速度做匀速运动,经过车站A时关闭油门以a=4米每二次方秒的加速度匀减速前进,2s后与甲车同方向以a=1米每二次方秒的加速度从同一车站A出发,由静止开始做匀加减直线运动.问乙车出发后经过多长时间追上甲车?

问题描述:

甲,乙两车在同一条平直公路上行使,甲车以V=10m/s速度做匀速运动,经过车站A时关闭油门以a=4米每二次方秒的加速度匀减速前进,2s后与甲车同方向以a=1米每二次方秒的加速度从同一车站A出发,由静止开始做匀加减直线运动.问乙车出发后经过多长时间追上甲车?

已知:V0甲=10 m/s,甲车加速度大小 a甲=4 m/s^2,Δt=2秒,V0乙=0,a乙=1 m/s^2
求:乙车要追上甲车所用的时间 T 。
甲车减速后设经过时间 t1 停止。
由 0=V0甲-a甲 * t1 得
t1=V0甲 / a甲=10 / 4=2.5 秒
  先判断乙车追上甲车时,甲车是否已经停止?
假设乙车追上甲车时,甲车仍在运动,那么有
a乙* t^2 / 2=V0甲 * ( t+Δt )-[ a甲 * ( t+Δt )^2 / 2 ] ,t 是乙车运动时间
即 1* t^2 / 2=10 * ( t+2 )-[ 4 * ( t+2 )^2 / 2 ]
整理后 得 5 * t^2-4 * t-24=0
t=2.63秒>t1
可见,乙车是在甲车停止后再经一段时间才追上甲车的。
  设乙车经时间 T 追上甲车的,则
a乙* T^2 / 2=V0甲 * t1-( a甲 * t1^2 / 2 )
得 1* T^2 / 2=10 * 2.5-( 4 * 2.5^2 / 2 )
T=5 秒
或 a乙* T^2 / 2=[(V0甲+0)/ 2 ] * t1 也能求得 T=5秒
即乙车出发后要经5秒的时间可追上甲车。

因为甲减速,2,5s就停下.乙车加速,与甲停下位移相等,2分之1乘以1,乘以t的平方,=甲的位移=2分之10乘以2.5s得:t=5s