小华上学途中沿人行道以v1=1m/s速度向前方公交车站走去,当他距车站x=50m时发现一辆公交车(可视为质点)正以v2=

小华上学途中沿人行道以v1=1m/s速度向前方公交车站走去,当他距车站x=50m时发现一辆公交车(可视为质点)正以v2=10m/s速度从身旁的平直公路同向驶过,为了能够乘上该公交车,他立即匀加速向前跑去,加速度a1=2m/s2,达到最大速度vm=5m/s后保持此速度匀速前进.假设公交车匀速行驶到距车站x0=30m处开始匀减速刹车,刚好到车站停下.求:
(1)从相遇开始计时,小华需要多长时间才能到达车站;
(2)公交车至少需要在车站停留多长时间,小华才能赶上?
janeunderstarsky 1年前 已收到1个回答 举报

红霞飞来 花朵

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解题思路:要判断小华能否追上公交车,就要去比较小华和公交车分别从相遇点到车站的时间.公交车从相遇点到车站先匀速再做匀减速运动,根据位移和速度可求出匀速运动的时间,再根据初末速度以及公交车减速的加速度求出匀减速运动的时间,这样就求出了公交车从相遇点到车站的总时间.小华从相遇点到车站先做匀加速到最大速度再做匀速,先根据初速度和最大速度以及加速度求出匀加速运动的时间和位移,再根据剩余的位移和速度求出匀速运动的时间,这样就求出了小华从相遇点到车站的总时间.
t=
x
v
求出汽车从相遇到开始刹车的时间,求出汽车刹车过程中的时间;最后由第(2)问可求出汽车在车站停止的最短时间.

(1)小华加速到最大速度用时:t1=
vm−v1
a1=[5−1/2]=2s
小华加速过程中的位移为:x1=
1
2(v1+vm)t1=[1/2×(1+5)×2=6m
他以最大速度跑到车站的时间为:t2=
x−x1
vm]=[50−6/5]=8.8s
则小华从相遇开始到到达车站的时间为t=t1+t2=10.8 s
(2)公交车从相遇到开始刹车用时:t3=
x−x0
v2=[50−30/10]=2s
设公交车刹车用时t4,则有:x0=
v2
2t4
解得t4=6 s
则公交车需要在车站停留的时间为t5=t-(t3+t4)=2.8 s
答:(1)从相遇开始计时,小华需要10.8s才能到达车站;(2)公交车至少需要在车站停留2.8s,小华才能赶上.

点评:
本题考点: 匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.

考点点评: 解决该题的关键在于相同位移比较时间,两者在相同的位移内分别做的是什么运动,从而求出两者运动的时间.必要时可以画一画运动的示意图以有助于求解.

1年前

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