【在水平直轨道上有两列火车A和B相距s,A车在后面做初速为v-查字典问答网
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  【在水平直轨道上有两列火车A和B相距s,A车在后面做初速为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动,而B车同时做初速度为零、加速度大小为a的匀加速直线运动,两车运动】

  在水平直轨道上有两列火车A和B相距s,A车在后面做初速为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动,而B车同时做初速度为零、加速度大小为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同.要使两车不相撞,求A车的初速度v0应满足什么条件.

  

  图2

1回答
2020-11-0902:23
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柴干

  解析:

  要使两车不相撞,A车追上B车时其速度最多只能与B车速度相等.设A、B两车从相距s到A车追上B车时,A车的位移为sA,末速度为vA,所用时间为t;B车的位移为sB,末速度为vB,运动过程如图2所示,现用四种方法解答如下:解法一:利用位移公式、速度公式求解.对A车有对B车有两车有s=sA-sB追上时,两车刚好不相撞的临界条件是vA=vB以上各式联立解得故要使两车不相撞,A的初速度v0应满足的条件是:解法二:利用判别式求解,由解法一可知整理得3at2-2v0t+2s=0这是一个关于时间t的一元二次方程,当根的判别式Δ=(2v0)2-4×3a×2s<0时,t无实数解,即两车不相撞.所以要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件是解法三:利用速度—时间图象求解,先作A、B两车的速度—时间图象,其图象如图3所示,设经过t时间两车刚好不相撞,则对A车有图3vA=v=v0-2at对B车有vB=v=at以上两式联立解得经t时间两车发生的位移之差,即为原来两车间的距离s,它可用图中阴影面积表示,由图象可知所以要使两车不相撞,A车初速度v0应满足的条件是:解法四:巧选参考系求解以B车为参考系,A车的初速度为v0,加速度a′=-2a-a=-3a.A车追上且刚好不相撞的条件是:vt=0,这一过程A车相对B车的位移为s.由运动学公式vt2-v02=2as得,02-v02=2×(-3a)×s所以即要使两车不相撞,A车应满足的条件是

2020-11-09 02:25:11
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