思路点拨:后车刹车后虽做匀减速运动,但在其速度减小至v2相等之前,两车的距离仍将逐渐减小;当后车速度减小至小于前车速度后,两车距离将逐渐增大.可见,当两车速度相等时,两车距离最近,若后车减速的加速度过小,则会出现后车速度减为与前车速度相等之前即追上前车,发生撞车事故;若后车加速度过大,则会出现后车减为与前车速度相等时仍未追上前车,根本不可能发生撞车事故;若后车加速度大小等于某值时,恰能使两车在速度相等时后车追上前车,这正是两车恰不相撞的临界状态,此时对应的加速度即为两车不相撞的最小加速度.
解析:解法一:设经时间t,恰追上而不相撞,则:
v1t+
v1+a0t=v2
解得a0=
即a≥
解法二:要使两车不相撞,其位移关系应为
v1t-
即
对任一时间t,不等式都成立的条件为
Δ=(v2-v1)2-2as≤0
由此可得a≥
解法三:以前车为参考系,刹车后后车相对前车做初速度v0=v1-v2、加速度为a的匀减速直线运动,当后车相对前车的速度减为零时,若相对位移s′≤s,则不会相撞.故有
s′=
得a≥
解法四:两列火车运动的速度图象如图1-2-4所示,由图可知阴影部分的三角形面积是两车速度相等时的位移之差Δs,若Δs≤s1,两者不相碰,则
图1-2-4
Δs=
即a≥
答案:a≥