A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A车在前,速度vA=10m/s,B车在后,速度vB=30m/s.因大雾,能见度很低,B车在距A车750m处才发现前方A车,这时B车立即刹车.已知B车在进行火车刹车测试时发现,若车以30m/s的速度行驶时刹车后至少要前进1800m才能停下,问:(1)B车刹车的最大加速度为多大;(2)计算说明A车若按原来速度前进,两车是否会相撞;(3)能见度至少达到多少米时才能保证两辆火车不相撞?

问题描述:

A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A车在前,速度vA=10m/s,B车在后,速度vB=30m/s.因大雾,能见度很低,B车在距A车750m处才发现前方A车,这时B车立即刹车.已知B车在进行火车刹车测试时发现,若车以30m/s的速度行驶时刹车后至少要前进1800m才能停下,问:
(1)B车刹车的最大加速度为多大;
(2)计算说明A车若按原来速度前进,两车是否会相撞;
(3)能见度至少达到多少米时才能保证两辆火车不相撞?

(1)设火车的加速度为a.
由运动公式v2-v02=2ax得a=

v2v02
2x
0−302
2×1800
m/s2=−0.25m/s2
所以B车刹车的最大加速度为0.25m/s2
(2)当B车速度减小到v=10m/s时,二者相距最近,设此时B车的位移为x1,A车的位移为x2
则有x1
v2vB2
2a
    x2=vAt     t=
vAvB
a

联立解得x1=1600m,x2=800m.
因为x1>x2+750,所以两车会相撞.
(3)能见度至少达到△x米时才能保证两辆火车不相撞
   则△x=x1-x2=800m.
答案解析:(1)根据匀变速直线运动的速度位移公式v2-v02=2ax,求出B车刹车的最大加速度.
(2)在两车速度相等之前,两车的距离越来越小,若未相撞,则不会在相撞,因为速度相等之后,两车的距离又越来越大.所以判断两车是否相撞,只需判断速度相等时,两车有无相撞.
(3)该问题为临界问题,求出在速度相等时,两车恰好不相撞,两车的位移之差即为所求得距离.
考试点:匀变速直线运动的速度与位移的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
知识点:解决本题的关键知道速度大者减速追速度小者,在速度相等之前,两车的距离越来越小,若未相撞,速度相等之后,两车的距离越来越大,可知只能在速度相等之时或相等之前相撞.