在十字路口,汽车以0.5m/s2的加速度从停车线启动做匀加速运动,恰好有一辆自行车以5m/s的速度匀速驶过停车线与汽车同方向行驶,求:①什么时候它们相距最远?最远距离是多少?②在什么地方汽车追上自行车?追到时汽车的速度是多大?

问题描述:

在十字路口,汽车以0.5m/s2的加速度从停车线启动做匀加速运动,恰好有一辆自行车以5m/s的速度匀速驶过停车线与汽车同方向行驶,求:
①什么时候它们相距最远?最远距离是多少?
②在什么地方汽车追上自行车?追到时汽车的速度是多大?

①由题意知两车速度相等时相距最远,设所用时间为t
汽车做初速度为0的匀加速直线运动,所以v=at=v     
已知a=0.5m/s2
v=5m/s,
可得t=10s      
最远距离x=x-x=vt-

1
2
at2=25m.
②汽车追上自行车时,它们相对于停车线的位移相等,设汽车追上自行车所用时间为t′
此时x=x            
即:vt′=
1
2
a t/2           
代入a=0.5m/s2
v=5m/s
可得 t′=20s
此时距停车线距离  x=vt′=100m 
此时汽车速度   v=a t′=10m/s
答:
(1)汽车运动10s时它们相距最远,最远距离为25m;
(2)汽车在距停车线100m处追上自行车,追上自行车时汽车的速度为10m/s.
答案解析:在汽车速度没有达到自行车速度之前,两者的距离是越来越大,当两者速度相等时,距离将保持不变,当汽车速度大于自行车速度时,汽车将开始反追自行车,两者距离逐渐减小.抓住相距最远的临界条件(两者速度相等)利用匀变速直线运动的规律可求相距最远的时间及最远距离,汽车做初速度为0的匀加速直线运动,自行车做匀速直线运动,汽车追上自行车时,两者相对于停车线的位移相等,利用位移相等可求相遇所需的时间t,利用v=v0+at可得追上时汽车的速度v.
考试点:匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.

知识点:追击问题的临界条件,相距最远时两者速度相等,这是条件,追上时是指两物体在同一时刻处于同一位置,若起点相同,则两物体的位移应该相等.