解题思路:当两车同向运动时,为了避免发生碰撞,摩托车在减速的过程中,当两车的速度相等时,应满足的位移关系是:x摩托车=x汽车+s,然后根据匀速运动的公式和匀减速运动的位移公式,即可求解.
(1)设摩托车经过时间t1与汽车达到共同速度,有:v1-a1t1=v2-a2t1
此段时间内摩托车的位移:x1=v1t1-
1
2a1
t21
汽车的位移:x2=v2t1-
1
2a2
t21
如果速度相同时恰好不相撞,此时对应的加速度a1最小,则由位置关系:x1=x2+s
代入数值可得:a1=1m/s2
(2)设摩托车经过时间t1′与汽车达到共同速度,有:v1-a1t′1=v2-a2t′′1
此段时间内摩托车的位移:x1′=v1t1′-
1
2a1
t′21
汽车的位移:x2′=v2t1′-
1
2a2
t′21
如果速度相同时恰好不相撞,此时对应的加速度a1最小,则由位置关系:x1′=x2′+s′
代入数值可得:a1=
8
3m/s2
(3)同上解法得a1=
12
7m/s2
相应时间为t=14s,而汽车只需10s即减速至停止
故:汽车的位移x2′=
v22
2a2=50m摩托车只需要在x1'≥x2'+s=120m停止即可
x ′=
v21
2a1=120m
解得:a1=
5
3m/s2
答:三种情况下摩托车的加速度大小分别为:a1=1m/s2;a1=
8
3m/s2;a1=
5
3m/s2.
点评:
本题考点: 匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 解答此种追击问题的题目,要抓住恰好追上时,两车在同一时刻出现在同一个位置上;然后结合两车运动的规律,如:加速、减速、匀速等,列出相应的公式,进行解题.