4×100m接力賽是奧運(yùn)會(huì)上最為激烈的比賽項(xiàng)目,有甲乙兩運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練交接棒的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),甲短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程.為了確定乙起跑的時(shí)機(jī),需在接力區(qū)前適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置標(biāo)記,在某次練習(xí)中,甲在接力區(qū)前s0處作了標(biāo)記,當(dāng)甲跑到此標(biāo)記時(shí)向乙發(fā)出起跑口令,乙在接力區(qū)的前端聽(tīng)到口令時(shí)立即起跑(忽略聲音傳播的時(shí)間及人的反應(yīng)時(shí)間),已知接力區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20m,設(shè)乙起跑后的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng),試求:
(1)若s0=13.5m,且乙恰好在速度達(dá)到與甲相同時(shí)被甲追上,完成交接棒,則在完成交接棒時(shí)乙離接力區(qū)末端的距離為多大?
(2)若s0=16m,乙的最大速度為8m/s,并能以最大速度跑完全程,要使甲乙能在接力區(qū)完成交接棒,則乙在聽(tīng)到口令后加速的加速度最大為多少?
(1)設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,甲追上乙,
根據(jù)題意有:vt-
=s
0,
將v=9m/s,s
0=13.5m代入得:t=3s,
此時(shí)乙離接力區(qū)末端的距離為△s=L-
=20-
=6.5m
(2)因?yàn)榧?、乙的最大速度:v
甲>v
乙,所以在完成交接棒時(shí)甲走過(guò)的距離越長(zhǎng),成績(jī)?cè)胶茫虼藨?yīng)當(dāng)在接力區(qū)的末端完成交接,且乙達(dá)到最大速度v
乙.
設(shè)乙的加速度為a,加速的時(shí)間
t1=,在接力區(qū)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=
,
∴L=
at
12+v
乙(t-t
1),解得:a=
m/s
2=2.67 m/s
2 答:(1)完成交接棒時(shí)乙離接力區(qū)末端的距離為6.5m.(2)乙在聽(tīng)到口令后加速的加速度最大為2.67 m/s
2.