某汽车司机看到交通岗的绿灯亮后,立即以3m/s2的加速度开始起动汽车,去追赶前方330m远、同方向行驶的自行车.设汽车能达到的最大速度为30m/s,自行车以6m/s的速度做匀速直线运动.试求

问题描述:

某汽车司机看到交通岗的绿灯亮后,立即以3m/s2的加速度开始起动汽车,去追赶前方330m远、同方向行驶的自行车.设汽车能达到的最大速度为30m/s,自行车以6m/s的速度做匀速直线运动.试求:
(1)汽车在追上自行车前运动多长时间与自行车相距最远?此时他们之间的距离是多少?
(2)汽车至少要用多长时间才能追上自行车?

(1)当汽车与自行车的速度相等时,两者相距最远,则有:
v=at1
得:t1

v
a
=
6
3
s=2s

二者之间最大距离为:
△x=vt2-
1
2
a
t 21
+x0
=(6×2)m-
1
2
×3×22
m+330m=336m
(2)汽车达到速度所用的时间为:
t2=
vm
a
=
30
3
s
=10s
设汽车至少要用t时间追上自行车,则有:
1
2
a
t 22
+vm(t-t2)=x0+vt
代入得:
1
2
×3×102
+30×(t-10)=330+6t
解得:t=20s
答:
(1)汽车在追上自行车前运动2s时间与自行车相距最远,此时他们之间的距离是336m.
(2)汽车至少要用20s时间才能追上自行车.