一辆汽车从静止开始以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,同时汽车后面20米处有一自行车,以6m/s的速度匀速追赶汽车,问能否追上?若追不上,求自行车与汽车间的最小距离?若能追上,汽车与自行车能相遇几次?求出每次相遇处距汽车的出发点多远?

问题描述:

一辆汽车从静止开始以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,同时汽车后面20米处有一自行车,以6m/s的速度匀速追赶汽车,问能否追上?若追不上,求自行车与汽车间的最小距离?若能追上,汽车与自行车能相遇几次?求出每次相遇处距汽车的出发点多远?

(1)设汽车的速度与人骑自行车的速度相等时所经历的时间为t0,则v=at0
解得:t0=12s,
在t0=12s内,出租车的位移:x

1
2
at2=36m,
而人骑自行车的位移:x=vt=72m
二者位移之差:△x=36m>20m,所以自行车能追上汽车.                  
(2)当自行车比汽车的位移大20m时,二者相遇,设时间为t,则:
vt−20=
1
2
at2

代入数据,解方程得:t1=4s;t2=20s
所以自行车与汽车能相遇2次,
将时间分别代入汽车是位移公式得:x1
1
2
a
t
2
1
=4
m;x2
1
2
a
t
2
2
=100
m
答:人骑自行车能追上汽车,两者能相遇2次,第一次相遇处距汽车的出发点4m,第二次相遇处距汽车的出发点100m.
答案解析:由题,汽车车做匀加速运动,自行车做匀速运动,当自行车的速度与汽车的速度相等时,若自行车没有追上汽车,则就追不上汽车.根据速度公式,求出两车速度相等所经历的时间,由位移公式求出两车的位移,判断自行车能否追上汽车.当两车的速度相等时,相距最远.
考试点:匀变速直线运动的位移与时间的关系.
知识点:本题是追及问题,关键要寻找两车之间的关系,抓住隐含的临界条件:速度相等是关键.