Question

一輛摩托車(chē)能達(dá)到的最大速度為30m/s，要想在3min內(nèi)由靜止起沿一條平直公路追上在前面1000m處正以20m/s的速度勻速行駛的汽車(chē)，則摩托車(chē)必須以多大的加速度起動(dòng)？
某同學(xué)的解法是：設(shè)摩托車(chē)恰好在3min時(shí)追上汽車(chē)，摩托車(chē)和汽車(chē)的位移分別是：
S_甲=

1

2

at²，S_汽=vt，而S_甲=S_汽+s₀
你認(rèn)為該同學(xué)的解法正確嗎？若正確請(qǐng)完成此題；若錯(cuò)誤請(qǐng)說(shuō)明理由，并按正確的解法完成此題．

Answer 1

分析：沒(méi)有考慮摩托車(chē)有最大速度的限制；可以設(shè)摩托車(chē)的加速時(shí)間為t₁，然后運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分階段列式，最后聯(lián)立求解．

解答：解：該同學(xué)的解法不正確；
按該同學(xué)的解法，摩托車(chē)在t=180s內(nèi)一直做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，追上汽車(chē)時(shí)，摩托車(chē)的速度vm=2

.

v

=2×

s汽+s0

t

，其中s₀=1000m，s_汽=v_汽t=20×180=3600m，
解得v_m=51.1m/s＞30m/s（超過(guò)了摩托車(chē)所能達(dá)到的最大速度30 m/s）
正確解法：設(shè)摩托車(chē)的加速時(shí)間為t₁，
最大速度為：v_m=at₁=30 m/s                         

1

2

 v_m t₁+v_m（t-t₁）=1000+v_汽t
聯(lián)立兩式得：a=0.56 m/s²
答：該同學(xué)的解法不準(zhǔn)確，摩托車(chē)必須以0.56 m/s²的加速度起動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題是追擊問(wèn)題，關(guān)鍵是根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式后聯(lián)立求解，但要注意摩托車(chē)速度有最大值．