Math Problem Statement
用中文做解答
Solution
我们来看一下这道题的具体解答:
题目分析
一个人以 6 m/s 的速度去追停在交通灯前的汽车,当他离汽车 25 m 时,交通灯变绿,汽车以 1 m/s² 的加速度匀加速开走。
问题解答
我们需要计算行人是否能够追上汽车,以及追上的时间或者最短距离。
设行人追上汽车所需的时间为 秒。
行人的位移公式:
行人以恒定速度 6 m/s 追赶汽车,所以行人的位移公式为:
汽车的位移公式:
汽车从静止开始以 1 m/s² 的加速度匀加速运动,所以汽车的位移公式为:
追赶问题的位移关系:
行人需要追赶汽车,追上时的位移关系应该是行人位移等于汽车位移加上初始距离 25 m:
整理这个方程:
我们已经知道这个二次方程的解,因为之前已经求过:
这表明该方程没有实数解,因此行人追不上汽车。
最短距离计算
虽然行人追不上汽车,我们需要计算两者的最近距离。假设行人追到最短距离时的时间为 秒。此时行人的位移和汽车的位移之差最小。
行人和汽车的位移函数分别为:
行人的位移:
汽车的位移:
行人和汽车的距离:
我们要找到 的最小值,对其求导并设导数为零:
设导数为零:
所以, 秒。
代入 秒计算最短距离:
因此,两者之间的最短距离为 7 米。
综上所述,正确选项是:
人追不上汽车,其间最近距离为 7 m。
如果您有其他问题或需要更详细的解释,请告诉我。以下是一些相关问题,您可能想问:
- 如何计算匀加速运动的位移?
- 如何解二次方程?
- 如何分析追赶问题?
- 如何求函数的极值?
- 如何处理运动中的相对速度问题?
提示: 在处理运动问题时,注意区分不同物体的位移、速度和加速度,并正确设置初始条件和边界条件。
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