汽车起动的快慢和能够达到的最大速度,是衡量汽车性能的指标体系中的两个重要指标.汽车起动的快慢用车的速度从0到100km/h的加速时间来表示,这个时间越短,汽车起动的加速度就越大

问题描述:

汽车起动的快慢和能够达到的最大速度,是衡量汽车性能的指标体系中的两个重要指标.汽车起动的快慢用车的速度从0到100km/h的加速时间来表示,这个时间越短,汽车起动的加速度就越大.表中列出了两种汽车的性能指标(为了简化计算,把100km/h取为30m/s).

起动的快慢/s
(0~30m/s的加速时间)
最大速度/m•s-1
甲车 12 40
乙车 6 50
现在,甲、乙两车在同一条平直公路上,车头向着同一个方向,乙车在前,甲车在后,两车相距85m,甲车先起动,经过一段时间t0乙车再起动.若两车从速度为0到最大速度的时间内都以最大加速度做匀加速直线运动,在乙车开出8s时两车相遇,则:
(1)t0应该满足的条件是什么?
(2)在此条件下,两车相遇时甲车行驶的路程是什么?

(1)甲乙启动的最大加速度为:a甲m=

v
t1
=
30
12
m/s2=2.5 m/s2    
a乙m=
v
t2
=
30
6
m/s2=5 m/s2  
加速到最大速度需要的时间:t甲m=
40
2.5
s=16s 
t乙m=
50
5
s=10s 
到相遇时乙行驶的距离为x=
1
2
a乙mt2
=
1
2
×5×82
m=160m 
甲加速阶段行驶的最大距离为:x甲m=
1
2
a甲mt2
1
2
×2.5×162
m=320m
因为x乙m+85<x甲m,所以,在甲乙加速阶段相遇.  
1
2
a甲m(t0+8)2
1
2
a乙mt2+85

1
2
×2.5×(t0+8)2
1
2
×5×82+85

解得:t0=6s  
(2)两车相遇时甲车行驶的路程为:x
1
2
a甲m(t0+8)2
=
1
2
×2.5×(6+8)2
m=245m.
答:(1)t0应该满足的条件是6s.
(2)两车相遇时甲车行驶的路程是245m.