题目
在平直的公路上,一辆小汽车前方26m处有一辆大客车正以12m/s的速度匀速前进,这时小汽车从静止出发以1m/s2的加速度追赶。试求:(1)小汽车何时追上大客车?(2)追上时小汽车的速度有多大?(3)追上前小汽车与大客车之间的最远距离是多少?.
在平直的公路上,一辆小汽车前方26m处有一辆大客车正以12m/s的速度匀速前进,这时小汽车从静止出发以1m/s2的加速度追赶。试求:
(1)小汽车何时追上大客车?
(2)追上时小汽车的速度有多大?
(3)追上前小汽车与大客车之间的最远距离是多少?
.题目解答
答案
【答案】(1)26s;(2)26m/s;(3)98m
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解析
考查要点:本题属于匀变速直线运动的追及问题,主要考查学生对运动学公式的应用能力,以及如何通过相对运动分析追及时间、速度关系和最大距离。
解题核心思路:
- 追及条件:两车位移之差等于初始距离(26m)。
- 速度关系:当两车速度相等时,距离最远。
- 公式选择:分别用匀变速位移公式和匀速运动位移公式列方程,联立求解。
破题关键点:
- 建立位移关系式:小汽车位移 = 大客车位移 + 初始距离。
- 速度相等时刻:此时两车距离最大,需单独计算该时刻的时间和位移。
第(1)题:小汽车何时追上大客车?
建立位移关系式
- 大客车位移:$s_{\text{bus}} = v_{\text{bus}} \cdot t = 12t$
- 小汽车位移:$s_{\text{car}} = \frac{1}{2} a t^2 = \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot t^2 = \frac{1}{2} t^2$
- 追及时满足:$\frac{1}{2} t^2 = 12t + 26$
解二次方程
整理方程:
$\frac{1}{2} t^2 - 12t - 26 = 0 \quad \Rightarrow \quad t^2 - 24t - 52 = 0$
判别式:$\Delta = (-24)^2 + 4 \cdot 52 = 576 + 208 = 784$
根为:
$t = \frac{24 \pm \sqrt{784}}{2} = \frac{24 \pm 28}{2}$
取正根:$t = \frac{24 + 28}{2} = 26 \, \text{s}$
第(2)题:追上时小汽车的速度
直接应用速度公式
$v = a t = 1 \cdot 26 = 26 \, \text{m/s}$
第(3)题:追上前的最大距离
确定速度相等时刻
当小汽车速度等于大客车速度时,距离最大:
$v_{\text{car}} = v_{\text{bus}} \quad \Rightarrow \quad a t = 12 \quad \Rightarrow \quad t = 12 \, \text{s}$
计算位移差
- 小汽车位移:$s_{\text{car}} = \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot 12^2 = 72 \, \text{m}$
- 大客车位移:$s_{\text{bus}} = 12 \cdot 12 = 144 \, \text{m}$
- 最大距离:
$\Delta s = (144 + 26) - 72 = 98 \, \text{m}$