现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s.当两车快要到一十字路口时
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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=v0t0+v0t2-[1/2]a2t22=15m

甲车通过的位移大小s=v0(t0+t2)-[1/2]a1(t0+t22=12.5m.

代入解得 s0=s-s=(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.

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