问题 问答题

如果公路上有一列汽车车队以15m/s的速度正在匀速行驶,相邻车间距为20m,后面有一辆摩托车以25m/s的速度同向行驶,当它距离车队最后一辆车20m时刹车,以0.5m/s2的加速度做匀减速运动,摩托车在车队旁边行驶而过,设车队车辆数足够多,求:

(1)摩托车最多能与车队中的几辆汽车相遇?

(2)摩托车从赶上车队到离开车队,共经历多长时间?

答案

(1)设摩托车与某一辆汽车速度相同时需要时间t

则有V1=V2-at         

 得:t=20s

在此段时间内摩托车前行距离s1=

v2+v1
2
t=400m

汽车前行距离S2=V1t=300m

摩托车相遇的汽车数为N=

s1-s2
20
=
400-300
20
=5辆

(2)设摩托车与相距最近的汽车相遇需要的时间为t

则有位移关系:v2t-

1
2
at2=s0+v1t

代入数据,化简得:t2-40t+80=0

解得:t=20±8

5

即 第一次与最后一辆相遇时间为t1=20-8

5

第二次与最后一辆相遇时间为 t2=20+8

5

第二次与最后一辆相遇时摩托车速度为v′=v2-at2=15-4

5
>0

即摩托车离开车队时,摩托车没有停止

所以摩托车经历的时间△t=t2-t1=16

5
s

答:(1)摩托车最多能与车队中的5辆汽车相遇.

(2)摩托车从赶上车队到离开车队,共经历16

5
s.

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