问题 问答题

汽车的加速性能用车的速度从0到100km/h(按30m/s估算)的加速时间来表示,这个时间越短,汽车启动的加速性能就越好.下表列出了两种汽车的性能指标.

启动的快慢(s)(0~30m/s的加速时间)最大速度(m/s)
甲车1240
乙车650
现让甲、乙两车在同一条平直公路上同向行驶,乙车在前,甲车在后,两车相距85m.甲车先启动,经过一段时间t0乙车再启动.若两车从静止启动后均以各自的最大加速度匀加速运动,在乙车开出8s时两车相遇,则

(1)t0应该满足的条件是什么?在此条件下,两车相遇时甲车行驶的位移是多少?

(2)以乙车刚刚启动时为t=0时刻,在同一坐标系内画出甲、乙两车从乙车启动到两车相遇过程中的v-t图象.

答案

(1)甲车的最大加速度为a1=

30
12
=2.5m/s2

乙车的加速度为a2=

30
6
m/s2=5m/s2

甲车以最大加速度加速到最大速度的时间t1=

vm1
a1
=16s.

在此时间内的位移x1=

1
2
a1t12=320m.

乙车以最大加速度加速到最大速度的时间t2=

vm2
a2
=
50
5
s=10s.

所以乙车在8s内一直做匀加速直线运动,在此过程中的位移x2=

1
2
a2t22=160m.

因为x1>x2+85

所以甲乙两车在加速阶段相遇.

有:

1
2
a1(t0+8)2=
1
2
a2×82+85,解得:t0=6s

相遇时甲车的路程s=

1
2
a1(t0+8)2=245m.

(2)相遇时,乙车的速度v=at=5×8m/s=40m/s.

甲车的速度v=2.5×(8+6)=35m/s.

速度时间图线如图.

答:(1)t0应该满足的条件是等于6s,两车相遇时甲车行驶的位移是245m.

(2)速度时间图线如图.

论述题
判断题