图3-1-3
【答案】 B
【借题发挥】 此题用平均速度也可解答.甲是一直匀速,而乙是先加速后减速,可知它的平均速度要大于它的初始速度,即甲的速度;丙正好相反,先减速再加速,它的平均速度小于它的初始速度,这样就可以通过平均速度的大小来比较时间了.
六、物体的追及与相遇
根据题目中给出的是位移、时间关系,还是速度、时间关系,然后选择相应的公式求解问题.
案例5一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3 m/s2的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以6 m/s的速度匀速从汽车边驶过,试求:汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时相距多远?
【剖析】 解法一:用分析法求解
汽车开动,速度逐渐增大,而自行车速度是定值.当汽车速度小于自行车速度时两者的距离是在增大,反之是距离在减少,因此两者速度相等时它们相距最远.
故有v汽 =at=v自,
所以t==s=2 s,Δs=v自t-at2=6×2 m-×3×22 m=6m.
解法二:用相对运动求解
选匀速运动的自行车为参考系,则从运动开始到相距最远这段时间内,汽车相对此参考系的各个物理量为:v0=v汽-v自=(0-6)m/s=-6 m/s,
vt=v汽-v自=(6-6)m/s=0 m/s,而a=a汽-a自=(3-0)m/s2=3 m/s2,
当t==s=2 s,
得相对距离Δs=m=-6 m(负号表示汽车落后自行车).
解法三:用数学求极值法求解
在汽车追上自行车之前经ts二者相距Δs=v自t-at2=6t-,
由二次函数求极值的条件,
当t=-=-=2 s时
有极大值Δs=m=6 m.