对A车,有vA=vt=v0-2at;对B车,有vB=vt=at,解得t=.
两车相遇时的位移差等于x,它可用图中的阴影面积表示,由图像可知x=v0t=,所以要使两车不相撞,A车的初速度v0≤.
解法四:相对运动法
以B车为参考系,A车的初速度为v0,加速度为a′=-2a-a=-3a,A车追上B车且刚好不相撞的条件是vt=0,这一过程A车相对于B车的位移为x,由运动学公式得-v02=2×(-3a)x,所以v0=,即要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件是v0≤.
答案 v0≤
(1)对于两个质点分别以不同的加速度运动,比较运动快慢问题时可作速度(速率)-时间图像进行辅助分析,此时根据图像"面积"相等这一特征比较时间长短.
(2)所描述的物理量做非线性变化时,可先构建一个物理量与另一物理量的线性变化关系图像,如"反比关系可转化为与倒数成正比",然后应用"面积"含义或斜率的含义即可求解具体问题.
例2 如图2所示,两光滑斜面的总长度相等,高度也相同,a、b两球由静止从顶端下滑,若球在图上转折点无能量损失,则( )
图2
A.a球后着地
B.b球后着地
C.两球同时着地
D.两球着地时速度相同
【思路追踪】
审题关键点 思维路径