问题 问答题

甲车停在平直公路上,乙车以速度v0=20m/s从甲车旁驶过,同时甲车启动开始追赶乙车.已知甲车的启动加速度为a=5m/s2,达到其最大速度v=30m/s后做匀速运动.试问:

(1)甲车追上乙车时是在加速阶段还是匀速阶段?

(2)甲车追上乙车一共所花的时间是多少?

答案

(1)根据题意知,乙做匀速直线运动,而甲先做匀加速直线运动,达到最大速度时开始做匀速直线运动.当甲追上乙时,甲的位移和乙的位移刚好相同,根据位移时间关系有:

令甲经过ts追上乙,则有:vt=

1
2
at2

代入v=20m/s,a=5m/s2可得此时t=

2v
a
=8s

∵此时甲的速度v=at=40m/s>30m/s

∴甲在匀速阶段追上乙

(2)因为甲在匀速阶段追上乙,故令甲追上乙的时间为t,则甲在加速阶段的时间为t=

vmax
a
=6s,则甲匀速运动时间为t=t-t

当甲追上乙时,甲乙位移相同,则有:

1
2
at2+vmax(t-t)=vt

代入a=5m/s2,t=6s,v=20m/s可得t=9s.

答:(1)甲在匀速阶段追上乙;

(2)甲追上乙所花的时间为9s.

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