如图所示,在某市区,一辆小汽车在平直公路上向东匀速行驶,一位游客正由南向北从斑马线上横穿马路,司机发现前方有危险(游客在D处),经0.7s作出反应,紧急刹车,仍将正步行至B处的游客撞伤,汽车最终停在C处,为了解现场,警方派一警车以法定最高速度vm=14m/s,行驶在同一路段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经14.0m后停下来,现测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m,问:(1)肇事汽车的初速度是多大?(2)游客横穿马路的速度是多大?

问题描述:

如图所示,在某市区,一辆小汽车在平直公路上向东匀速行驶,一位游客正由南向北从斑马线上横穿马路,司机发现前方有危险(游客在D处),经0.7s作出反应,紧急刹车,仍将正步行至B处的游客撞伤,汽车最终停在C处,为了解现场,警方派一警车以法定最高速度vm=14m/s,行驶在同一路段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经14.0m后停下来,现测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m,问:

(1)肇事汽车的初速度是多大?
(2)游客横穿马路的速度是多大?

(1)警车刹车后的加速度大小为a,则:a=

vm2
2BC
=7.0m/s2
因为警车行驶条件与肇事汽车相同,所以肇事汽车的加速度也为7.0m/s2
肇事汽车的速度vA
2a•AC
=
2×7×31.5
=21m/s,
大于规定的最高速度14.0 m/s,
故肇事汽车超速.
(2)AB=vAt−
1
2
at2
=17.5m,
代入数据解出t=1.0 s
游客的速度v
BD
t1+t2
=
2.6
1+0.7
≈1.53m/s
答:(1)肇事汽车的初速度是21m/s;
(2)游客横穿马路的速度是1.53m/s.
答案解析:(1)警车从B到C过程,初末速度已知,位移已知,可以由位移速度关系式解得加速度,然后肇事车从A点刹车到C点停止,末速度、位移、加速度都是已知,再由位移速度关系式解出肇事车的初速度.
(2)根据位移速度关系式求出肇事汽车在出事点B的速度,再求出肇事汽车通过sAB段的平均速度,即可求出肇事汽车通过AB段的时间,由v=
x
t
求得游客横过马路的速度大小.
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:在解决物理问题时,有时语言描述不好懂,我们可以结合图象更清晰直观的理解题目.