解题思路:(1)速度时间图象的斜率等于物体的加速度,由数学知识求解.
(2)速度时间图象与时间轴围成的面积等于物体通过的位移.由几何知识求解.
(3)要避免客车与狗相撞,则客车追上狗时客车的速度等于狗的速度,求出狗的位移和客车的位移的关系即可确定能否追上.利用速度位移的关系式vt2-v02=2ax求出客车的位移,根据加速度的定义式 a=[△v/△t]求出客车刹车到狗速度的时间以及在此时间内狗通过的位移,根据位移关系即可确定客车是否能够撞上狗.
(1)由图象得长途客车制动时的加速度:a=[△v/△t]=[0−20/4.5−0.5]=-5m/s2
(2)客车在前0.5s内的位移为:x1=v0t1=20×0.5=10m
客车在0.5-4.5s内的位移为:x2=[1/2](v0t2)=[1/2]×20×(4.5-0.5)=40m
故客车从司机发现狗至客车停止运动的这段时间内前进的距离为:x=x1+x2=10+40=50m
(3)若客车恰好撞不到狗,则车追上狗时车速为4m/s,
则刹车时间为:t=[△v/a]=[4−20/−5]s=3.2s
客车位移为:x1=v0t1+
v21−
v20
2a=10+
42−202
2×(−5)=48.4m
而狗通过的位移为:x2=v(t1+t)=4×(0.5+3.2)=14.8m
而x2+33=47.8m
因为x1>x2+33,所以狗将被撞.
答:(1)长途客车制动时的加速度为-5m/s2;
(2)长途客车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离为50m;
(3)若狗正以v′=4m/s的速度与长途客车同向奔跑,狗不能摆脱被撞的噩运.
点评:
本题考点: 匀变速直线运动的图像;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: 熟练掌握速度图象的物理含义:图象的斜率等于物体的加速度,图象与时间轴围成的面积等于物体通过的位移,这是解决此类题目的基本策略.