解题思路:(1)甲刹车时,水平方向受到制动力,根据牛顿第二定律求出甲刹车时的加速度.由运动学速度-位移关系式求出速度减小到零时的位移大小,与15m比较,确定甲车能否避免闯警戒线.
(2)由乙车制动力,根据牛顿第二定律求出乙刹车时的加速度.当两车恰好相撞时的条件:速度相等,根据速度公式求出所用时间,应用位移公式求出两车的位移,再求解两车行驶过程中至少应保持的距离.
(1)根据牛顿第二定律可得:甲车紧急刹车的加速度a1=
f1
m1=
0.4m1g
m1=4m/s2
这段时间滑行距s=
v20
2a1
将数据代入解得:s=12.5m
因为s<15m,所以甲车司机能避免闯警戒线.
(2)设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距s0,在乙车刹车t2时间两车恰好相撞,则有:
乙车紧急刹车的加速度为a2=
f2
m2=
0.5m2g
m2=5m/s2
v0-a1(t2+t0)=v0-a2t2
代入解得t2=2s
乙车通过的位移大小 s乙=v0t0+v0t2-[1/2]a2t22=15m
甲车通过的位移大小s甲=v0(t0+t2)-[1/2]a1(t0+t2)2=12.5m.
代入解得 s0=s乙-s甲=(15-12.5)m=2.5m
答:(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m,他采取上述措施能避免闯警戒线.
(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持2.5m距离.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;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: 本题第(1)问也可以用动能定理求解:-f1s=0-[1/2mv20],s=12.5m.第(2)问关键是抓住恰好相撞的条件:两车速度相同.