一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,并尽快追上货车,但警车的行驶速度最大是25m/s.问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车发动后至少要多长时间才能追上货车?
【答案】
分析:(1)在两车速度相等前,货车的速度大于警车,两车的距离越来越大,速度相等之后,货车的速度小于警车,两车的距离越来越小,所以两车速度相等时,距离最大.根据速度相等求出时间,再根据运动学的位移公式求出相距的最大距离.
(2)先判断当警车速度达到最大速度时,有没追上.若追上,则根据位移关系,求出运动的时间.若没有追上,求出两车相距的距离,之后警车以最大速度追及,根据位移关系,求出追及时间(注意此时追及时间等于加速阶段的时间和匀速追及的时间之和).
解答:解:(l)警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时,它们的距离最大.
设警车发动后经过t
1时间两车的速度相等.
则

s
货=v
(t
1+t
)=10×(4+5.5)m=95m
s
警=

所以两车间的最大距离△s=s
货-s
警=75m
(2)当警车刚达到最大速度时,运动时间

s'
货=v
(t
2+t
)=10×(10+5.5)m=155m
s'
警=

因为s'
货>s'
警,故此时警车尚未赶上货车
警车刚达到最大速度时两车距离△s′=s'
货-s'
警=30m,
警车达到最大速度后做匀速运动,设再经过△t时间追赶上货车.
则:

所以警车发动后要经过t=t
2+△t=12s才能追上货车.
点评:解决本题的关键知道速度小者加速追速度大者,两者速度相等时,距离最大.以及知道警车追上货车时,两车的位移相等.