Question

A、B兩列火車，在同一軌道上同向行駛，A車在前，其速度v_A=10m/s，B車在后，其速度v_B=30m/s，因大霧能見度低，B車在距A車x₀=205m時才發(fā)現(xiàn)前方有A車，這時B車立即剎車，但B車要經(jīng)過900m才能停止．問：
（1）A車若按原速前進時，通過計算說明兩車是否會相撞？
（2）若B車在剎車的同時發(fā)出信號，A車司機經(jīng)1.0s收到信號后加速前進，則A車的加速度至少多大才能避免相撞事故？

Answer 1

分析：（1）A、B兩列火車在同軌道上同向行駛，A車在前做勻速運動，而B車在距A車205m時才發(fā)現(xiàn)前方有A車，這時B車立即剎車，做勻減速運動．A車若按原速度前進，則做勻減速直線運動，由公式算出剎車的加速度大小，及停止時間．通過求出AB兩車的位移關(guān)系即可判斷是否會相撞；
（2）當B車在剎車的同時發(fā)出信號后，B車做勻減速運動，A車做勻速，收到信號1.0s后才加速前進．由速度公式表示出相遇但不相撞的速度關(guān)系，由兩車的位移表示出兩車的位移關(guān)系，最終確定A車的加速度多大時才能避免事故．

解答：解：（1）B車剎車的加速度大小為：aB=

vB2

2x

=0.5m/s2
兩車速度相同時：t0=

vB-vA

vB

=40s
在這段時間內(nèi)兩車的位移分別為：
x_A=v_At_B=400m  
xB=

vA+vB

2

t0=800m
因為x_B＞x_A+x₀，則兩車會相撞．
（2）設(shè)A車司機收到信號后以加速度a_A加速前進，兩車恰相遇不相撞應(yīng)滿足速度關(guān)系：
x_A=x_B 即：30-0.5t=10+a_A（t-1）
位移關(guān)系s_B=s_A+x₀ 即：30t-

1

2

×0.5t²=205+10×1+10（t-1）+

1

2

aA(t-1)2
解得：t=

780

39

s=20s
   aA=

10

19

m/s2≈0.53m/s2 
答：（1）A車若按原速前進時，兩車會相撞；
（2）A車的加速度至少為0.53m/s²才能避免相撞事故．

點評：本題是物體做勻減速、勻速及勻加速相綜合的應(yīng)用，不論是什么運動，它們的運動時間是相同的，所以有的根據(jù)速度相同來求出位移，有的根據(jù)位移關(guān)系來確定速度大小．該題也可用相對運動的知識來解決．