Question

在某市區(qū)內(nèi)，一輛汽車(chē)正在平直的公路上以速度υ_A向東勻速行駛，一位觀光游客正由南向北從斑馬線上橫穿馬路，汽車(chē)司機(jī)在A處發(fā)現(xiàn)一情況（游客正步行到D處），經(jīng)t_°=0.5s作出反應(yīng)才緊急剎車(chē)，但仍將恰好步行至B的游客撞傷，而汽車(chē)仍保持勻減速直線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)停下，整個(gè)事故過(guò)程如圖所示．為了判斷汽車(chē)司機(jī)是否超速行駛，警方用一性能完全相同的汽車(chē)以法定最高速度υ_°=12m/s行駛在這同一路段．由于事前有思想準(zhǔn)備，司機(jī)在A處就緊急剎車(chē)，經(jīng)12m停下．在事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得AB=19.5m，BC=6.75m，BD=3.9m，問(wèn)：
（1）該肇事汽車(chē)剎車(chē)前的行駛速度υ_A是多大？是否超速？剎車(chē)時(shí)的加速度是多大？（提示警車(chē)與肇事車(chē)剎車(chē)時(shí)加速度相同）
（2）游客橫穿公路的步行速度是多大？

Answer 1

分析：（1）由題意可明確物體的加速度及初速度，由速度和位移關(guān)系可求得汽車(chē)的加速度；再由位移公式可求得汽車(chē)的初速度，進(jìn)而判斷汽車(chē)是否超速；
（2）由汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)可求得汽車(chē)急剎車(chē)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，再對(duì)人由勻速運(yùn)動(dòng)學(xué)以式可求得人的速度．

解答：解：（1）肇事汽車(chē)與實(shí)驗(yàn)汽車(chē)完全相同，因而急剎車(chē)的加速度大小相同，
實(shí)驗(yàn)汽車(chē)初速度υ₀=12m/s，末速度為零，位移x₀=12m．
則由0-υ02=2ax0，得a=-

υ02

2x0

=-

122

2×12

m/s2=-6m/s2
負(fù)號(hào)表示方向與初速度方向相反，
肇事汽車(chē)司機(jī)反應(yīng)時(shí)間t₀=0.5s，此階段汽車(chē)仍做勻速運(yùn)動(dòng)．
所以有xAC=υAt0+

0-υA2

2a

，
解得υ_A=15m/s（υ_A=-21m/s舍去），因此肇事汽車(chē)屬超速行駛
（2）設(shè)汽車(chē)由A到B勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，則xAB=υAt0+υAt1+

1

2

at12，
解得t₁=1s（t₁=4s舍去），
所以游客橫穿公路的步行速度
υ人=

xBD

t0+t1

=

3.9

0.5+1

m/s=2.6m/s
答：（1）汽車(chē)剎車(chē)前的速度為15m/s，已超速，汽車(chē)的加速度為-6m/s²；
（2）人橫穿公路的步行速度為2.6m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題考查追及相遇問(wèn)題的應(yīng)用，注意人和汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，再運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．