Question

（14分）一客車從靜止開始以加速度a作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，在車尾的后面離車頭為x遠(yuǎn)的地方有一乘客以某一恒定速度正在追趕這列客車，已知司機(jī)從車頭反光鏡內(nèi)能看到離車頭的最遠(yuǎn)距離為x₀（即人離車頭距離超過x₀，司機(jī)不能從反光鏡中看到該人），同時(shí)司機(jī)從反光鏡中看到該人的像必須持續(xù)時(shí)間在t₀內(nèi)才能會(huì)注意到該人，這樣才能制動(dòng)客車使車停下來。
（1）該乘客要想乘坐上這列客車，追趕客車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v所滿足條件的表達(dá)式是什么？
（2）若a=1.0m/s²，x=30m，x₀=20m，t₀=4.0s，求v的最小值。

Answer 1

（1）　　（2）

試題分析：解答本題的關(guān)鍵是抓住乘客經(jīng)過時(shí)間t與客車車頭的位移為x₀，還要注意乘客與客車車頭位移在x₀之內(nèi)的時(shí)間差大于等于t₀．
（1）從客車由靜止開始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t，客車前進(jìn)的位移為，，
乘客前進(jìn)的位移為
由題意乘客在司機(jī)的視野邊緣時(shí)，符合，得
三式聯(lián)立解得　　，
其中表示剛進(jìn)入司機(jī)的視野時(shí)刻，而表示則剛出司機(jī)視野的時(shí)刻，所以乘客在司機(jī)視野的時(shí)間間隔，
由題設(shè)知：，即
所以
（2）將數(shù)值代入得：
故追趕客車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v的最小值為4.9m/s．