高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30m/s,相距s0=100m,t=0时

高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30m/s,相距s0=100m,t=0时
高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30m/s,相距s0=100m,t=0时,甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化的关系分别如图甲、乙所示,以运动方向为正方向,则:
(1)两车在0~9s内何时相距最近?最近距离是多少?
(2)若要保证t=12s时乙车在甲车后109m,则图乙中a0应是多少?
ywtfox 1年前 已收到1个回答 举报

yehao1218 幼苗

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(1)由图象知,甲车前3s做匀减速运动,乙车做匀速直线运动,3s末甲车速度为0,此过程乙的速度大于甲的速度,故两者距离减小,接着甲开始做匀加速运动而乙做匀减速运动,两车距离进一步减小,当甲乙两车速度相等时两车相距最近,所以有前3s甲车的位移为:
x甲1=
v0
2t=
30
2×3m=45m,
乙车的位移为:x乙1=v0t=30×3m=90m
3s后甲车做匀加速直线运动,乙车做匀减速直线运动,当两车速度相等时两车相距最近.两车速度相等时的时间为:
a甲2t2=v0+at2
代入甲乙的加速度和乙车的初速度v0可解得当两车速度相等时所经历的时间为:
t2=
v0
a甲2?a乙=
30
5?(?5)s=3s
所以此过程中甲的位移为:
x甲2=
a甲2t2
2t2=
5×3
2×3m=22.5m,
乙的位移:x乙2=v0t2+
1
2a乙t22=30×3+
1
2×(?5)×32m=67.5m
所以此时甲乙相距的最近距离为:△x=x甲1+x甲2+s0-(x乙1+x乙2)=45+22.5+100-(90+67.5)m=10m
(2)在3-9s时间,乙做匀减速直线运动,甲做初速度为0的匀加速直线运动,因为甲乙加速度大小相等,运动时间相同,可知,在0-9s时间内甲乙位移相等,故9s末时甲乙间距离为:△x2=x甲1+s0-x乙1=45+100-90m=55m
所以在9-12s的时间内t3=3s,甲做匀速直线运动,速度为v0=30m/s,乙做初速度为0的匀加速直线运动,加速度为a乙2,根据题意有t=12s时,x甲3=v0t3=30×3m=90m,x乙3=
1
2a乙2
t23
甲乙相距109m,所以有:
x甲3+△x2-x乙3=109m
可得:x乙3=x甲3+△x2-109m=90+55-109m=36m
所以a乙2=
2x乙3

t23=
2×36
32m/s2=8m/s2,
即图乙中的a0=a乙3=8m/s2.
答:(1)两车在0~9s内6s末相距最近,最近距离是10m;
(2)若要保证t=12s时乙车在甲车后109m,则图乙中a0应是8m/s2

1年前

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