解题思路:(1)根据B刹车后的速度与位移有关系求出B刹车的加速度大小;
(2)分析B速度减速至与A车速度相等时的位移与A车位移差与开始时两车距离的大小分析是否相撞及判定相撞的位置.
(3)分别求出AB两车速度相等时满足的位移关系,从而确定A车加速度的大小.
(1)B车立即刹车,做匀减速运动,设a为B车加速度,
由公式02-vB2=2as解得:加速度a=
0−
v2B
2s=
0−202
2×50m/s2=−4m/s2
负号表示加速度的方向,所以加速度大小为4m/s2
(2)若B车达到A车的速度,由公式v=vA=vB+at1得t1=2.5s
B车位移为SB=
vB+v
2•t1=37.5m
而在t1=2.5s内,A车行驶位移为sA=vAt1=25m
因为:SB=37.5m>sA+d=(25+12)m=37m
所以有B车已撞了A车.
若相撞,则有vBt2+[1/2a
t22]=vAt2+d
解之得:t2=2s或(3s不符合题意,舍去)
撞车时距离A车开始研究点s=vAt2+d=20m或距B车开始减速点32m
(3)设A车司机收到信号后以加速度aA加速前进,两车恰相遇不相撞应满足速度关系:两者速度相同
即为:vB́=vB+at=30-4t=vÁ=10+aA(t-0.5)…①
位移关系为:sB′=sA′+d
且sB′=vBt+[1/2at2
sA′=vAt0+vA(t-t0)+
1
2a(t−t0)2
即:30t−
1
2]×4×t2=12+10×0.5+10(t-0.5)+[1/2]aA(t-0.5)2…②
将①②联立,解得:
t=2.375s=[19/8]saA=[4/15]m/s2=0.27m/s2
所以车的加速度大于0.27m/s2时才能避免事故.
答:(1)B刹车后加速度大小为4m/s2;
(2)A车若仍按原速前进,两车是会相撞,将在离B车开始减速点32m处发生;
(3)B车在刹车的同时发出信号,A车司机在收到信号0.5s后加速前进,A车的加速度为0.27m/s2时,才能避免事故发生.
点评:
本题考点: 匀变速直线运动的速度与位移的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 正确掌握匀变速直线运动的速度位移时间关系,知道相撞的速度临界条件是相等,能否相撞由位移大小判定.