某人骑自行车以8m/s的速度匀速前进,某时刻在他前面8m处以10m/s的速度同向行驶的汽
①自行车未追上前,两车的最远距离; ②自行车需要多长时间才能追上汽车. 展开
这是典型的匀速追匀减速问题。
自行车在后,汽车在前。刚开始汽车虽然在减速,但只要汽车速度大于自行车速度,两者距离不断增大。
1. 当 V汽=8m/s时,两者距离最大
汽车速度由10m/s减至8m/s的时间 t=(10-8)/2=1s
这段时间内 汽车的位移 X汽=10×1-1/2×2×1×1=9m
自行车的位移 X自=8×1=8m
最大距离 △X=X汽+8-X自=9+8-8=9m
2自行车追上汽车时满足 X汽+8=X自(下面的图)
先判断汽车速度减到0所需时间 T=(10-0)/2=5s
5s内汽车的位移 X汽=10×5-1/2×2×5×5=25m
5s内自行车的位移 X自=8×5=40m>25m+8m
说明在汽车停止前已经追上
设自行车经过t 秒追上汽车
由 X汽+8=X自 式得
10t-1/2×2×t×t+8=8t
解得 t=4s
位移相同时自行车追上汽车,设经历t1时间追上,自行车的位移为X自=V自*t1,汽车的位移为X汽=V车t1-1/2a(t1)2,所以有,X自=X汽+8 解得t1=4s,所以经过4s自行车追上汽车
先算汽车减速运动过程所用的总时间T
由 0=V汽车-a*T 得
T=V汽车 / a=10 / 2=5秒
①自行车未追上前,由于 V自<V汽车 ,所以在汽车速度减小到 V自 时,两车的距离有最大值。汽车从 V汽车 减小到 V自 的时间是 t1
则由 V自=V汽车-a*t1 得
t1=(V汽车-V自)/ a=(10-8)/ 2=1秒
所以两车间的最大距离是 ΔS大=S0+S汽车-S自
即 ΔS大=S0+[ ( V自+V汽车) / 2 ] * t1-V自*t1=8+[ ( 8+10) / 2 ] * 1-8*1=9 米
②若汽车在停止之前就被自行车追上,则设所求时间是 T1
得 S自1=S0+S汽车1
V自*T1=S0+[ V汽车*T1-(a*T1^2 / 2 ]
8*T1=8+[ 10*T1-(2*T1^2 / 2 ]
即 T1^2-2*T1-8=0得 T1=4秒
显然,T1<T ,说明确实是汽车在停止前就被追上自行车需要4秒的时间才能追上汽车.
4S