Question

一辆值勤的警车停在平直公路边，当警员发现从他旁边以v=8m/s的速度匀速驶过的货车有违章行为时，决定前去追赶，经2.5s，警车发动起来，以加速度a=2m/s²做匀加速运动，试问：
（1）警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车？
（2）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？
（3）若警车的最大速度是12m/s，则警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车？

Answer

（1）警车追上货车时，两车的路程相等，由此列方程可以求出警车追上货车的时间，注意警车在发动时间内，货车做匀速运动；
（2）刚开始货车的速度大于警车速度，故两车之间的距离越来越大，当两车速度相等时，位移最大；分别求出两车的路程，然后求出两车间的最大距离．
（3）若警车的最大速度是12m/s，先求出加速到最大速度的时间，再根据位移关系即可求解．
【解析】
（1）设警车发动起来后要时间t才能追上违章的货车，则at2-vt=△s
△s=△t•v=2.5×8 m=20 m．
解得t=10 s或t=-2 s（舍去）．
（2）在警车追上货车之前，两车速度相等时，两车间的距离最大，设警车发动起来后经时间t′两车速度相等，两车间的距离最大为sm，则：t′=4 s
sm=△x+v•t′-at′2=（20+8×4-×2×42） m=36 m．
（3）若警车的最大速度是12 m/s，则警车发动起来后加速的时间：t=s=6 s
设警车发动起来后经过时间t″追上违章的货车，则：at+vm（t″-t）-vt″=△x
解得t″=14 s．
答：（1）警车发动起来后要10s才能追上违章的货车；
（2）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是36m；
（3）若警车的最大速度是12m/s，则警车发动起来后要14s时间才能追上违章的货车．