题目
甲乙两辆车相距200米,同向同时沿直线出发,乙保持5米/秒的速度匀速前行,甲从速度为零起步做匀加速运动追赶乙,10秒后恰好追上乙,则甲在追上乙时的速度为:A. 10米/秒B. 30米/秒C. 50米/秒D. 70米/秒
甲乙两辆车相距200米,同向同时沿直线出发,乙保持5米/秒的速度匀速前行,甲从速度为零起步做匀加速运动追赶乙,10秒后恰好追上乙,则甲在追上乙时的速度为:
A. 10米/秒
B. 30米/秒
C. 50米/秒
D. 70米/秒
题目解答
答案
C. 50米/秒
解析
考查要点:本题主要考查匀变速直线运动的追及问题,涉及位移、速度、加速度的关系,以及如何利用运动学公式建立方程求解。
解题核心思路:
- 明确相对位移关系:甲追上乙时,甲的位移比乙多200米(初始距离)。
- 列运动学方程:分别写出甲、乙的位移表达式,通过位移关系求出甲的加速度。
- 求瞬时速度:利用匀变速速度公式计算甲追上时的速度。
破题关键点:
- 正确建立位移关系:甲的位移 = 乙的位移 + 初始距离。
- 区分匀速与匀加速的位移公式:乙的位移为 $s_乙 = v_乙 t$,甲的位移为 $s_甲 = \frac{1}{2} a t^2$。
已知条件:
- 初始距离:$s_0 = 200 \, \text{m}$
- 乙的速度:$v_乙 = 5 \, \text{m/s}$
- 追上时间:$t = 10 \, \text{s}$
步骤1:列位移关系
甲追上乙时,甲的位移比乙多200米:
$s_甲 = s_乙 + s_0$
步骤2:代入位移公式
- 乙的位移:
$s_乙 = v_乙 t = 5 \times 10 = 50 \, \text{m}$ - 甲的位移(匀加速):
$s_甲 = \frac{1}{2} a t^2 = \frac{1}{2} a (10)^2 = 50a$ - 代入位移关系:
$50a = 50 + 200 \quad \Rightarrow \quad 50a = 250 \quad \Rightarrow \quad a = 5 \, \text{m/s}^2$
步骤3:求甲的速度
匀加速速度公式:
$v_甲 = a t = 5 \times 10 = 50 \, \text{m/s}$