
(2024·河南三门峡·模拟预测)在某限速为60 km/h的路段执勤的警察发现一辆汽车以108 km/h的速度飙车,经过警察旁边时,警察立即驾驶警车去追,已知警察和警车的总质量为3 × 103 kg,额定功率为120 kW,地面对警车的阻力为警察和警车总重力的。如果警车以恒定功率启动,警车在行驶100 m后能够达到最大速度,试判断警车能否追上汽车,若能,求警车追上汽车时离出发点的距离;若不能,请说明理由。(重力加速度g = 10 m/s2)
【答案】能;2400 m
【知识点】利用动能定理求机车启动位移的问题、变速物体追匀速物体
【详解】汽车的速度为
警车能够达到的最大速度为
因为v2 > v1,所以警车可以追上汽车;设警车达到最大速度的过程经历的时间为t1,根据动能定理有
解得
设警车达到最大速度后又经过t2的时间追上汽车,根据位移关系有
代入数据解得
故警车达到最大速度到追上汽车的过程中运动的位移为
则警车追上汽车时离出发点的距离为
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