如图所示,A、B两物体相距S=5m时,A正以vA=4m/s的速度向右作匀速直线运动,而物体B此时速度vB=10m/s,随即向右作匀减速直线运动,加速度大小a=2m/s2,由图示位置开始计时,则A追上B需要的时间是

7.5
7.5
s,在追上之前,两者之间的最大距离是14
14
m.分析:A作匀速直线运动,B作匀减速直线运动,A追上B时,A的位移比B的位移大5m,在追上之前,最大位移的临界条件出现在A、B速度相等的时候,根据匀变速直线运动和匀速运动的规律求出两者间的最大距离.
解答:解:(1)因为B在减速运动中的平均速度
=
=
=5m/s,大于vA=4m/s,故A在B停止运动后才会追上B.
由于B做匀减速直线运动,加速度a=-2m/s2,初速度vB=10m/s
故B在匀减速中的位移xB=
2=
m=25m
所以A追上B时A的位移xA=xB+5m=30m
所以A追上B的时间t=
=
s=7.5s.
(2)因为B做匀减速直线运动,所以当vA=vB时,A、B间距离最大:
此时B的位移:xB′=
=
m=21m,
又据V=v0+at,当vA=vB时B做匀减速的时间t=
=
s=3s
此时A的位移:xA=vAt=4×3m=12m
由题意知,此时AB间距离xAB=5m+(xB′-xA)=5+(21-12)m=14m.
故答案为:7.5,14.
. |
| v |
| v+v0 |
| 2 |
| vB |
| 2 |
由于B做匀减速直线运动,加速度a=-2m/s2,初速度vB=10m/s
故B在匀减速中的位移xB=
| 0-vB |
| 2a |
| 0-102 |
| 2×(-2) |
所以A追上B时A的位移xA=xB+5m=30m
所以A追上B的时间t=
| xA |
| vA |
| 30 |
| 4 |
(2)因为B做匀减速直线运动,所以当vA=vB时,A、B间距离最大:
此时B的位移:xB′=
| vA2-vB2 |
| 2a |
| 42-102 |
| 2×(-2) |
又据V=v0+at,当vA=vB时B做匀减速的时间t=
| vA-vB |
| a |
| 4-10 |
| -2 |
此时A的位移:xA=vAt=4×3m=12m
由题意知,此时AB间距离xAB=5m+(xB′-xA)=5+(21-12)m=14m.
故答案为:7.5,14.
点评:注意B物体位移的求法,不能直接根据位移公式,直接求解AB位移相等的关于时间t的方程,因为B做匀减速运动的时间只有5s,故5s后B的位移不再增加.