Question

10．一輛卡車在公路限速路段以4m/s的速度駛過交警前，交警懷疑其超速，于是發(fā)動摩托車，在卡車經過后3s以2m/s²的加速度追趕．問：
（1）交警出發(fā)后，經過多長時間追上卡車？
（2）交警追上卡車時，距離出發(fā)點多遠？
（3）交警追上卡車前，二者之間的最大距離是多少？

Answer 1

分析 （1）根據勻變速直線運動的位移時間公式，抓住位移關系，求出追及的時間．
（2）結合追及的時間，根據位移公式求出交警追上卡車時，距離出發(fā)點的距離．
（3）當兩車速度相等時，相距最遠，結合速度公式和位移公式求出相距的最大距離．

解答 解：（1）設經過t時間追上卡車，有：$\frac{1}{2}a{t}^{2}=v（t+3）$，
代入數據解得：t=6s．
（2）此時交警距離出發(fā)點的距離為：x=v（t+3）=4×9m=36m．
（3）當兩車速度相等時，相距最遠，經歷的時間為：$t′=\frac{v}{a}=\frac{4}{2}s=2s$，
此時卡車的位移為：x′=v（t′+3）m=4×5m=20m，
交警的位移為：$x″=\frac{1}{2}at{′}^{2}=\frac{1}{2}×2×4m=4m$，
則相距的最大距離為：△x=x′-x″=20-4m=16m．
答：（1）交警出發(fā)后，經過6s時間追上卡車；
（2）交警追上卡車時，距離出發(fā)點36m．
（3）交警追上卡車前，二者之間的最大距離是16m．

點評 本題考查了運動學中的追及問題，關鍵抓住位移關系，結合運動學公式靈活求解，知道速度相等時，相距最遠．