高一物理有关同一直线上的相对运动问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/02 04:05:25
在平直公路上以V1的速度匀速前进着长为80m的队伍 ,一通讯员接到命令即从队尾以恒定速率V2跑到队首立即返回队尾 。这段时间内队伍前进了60m 。此过程通讯员对地位移60m ,通讯员跑动路程是_____m ,V1 :V2=_____ , 通讯员往 、返的时间比为_____。
给出答案后请解释下 。谢谢 !

通讯员跑过的路程是__180___m ,V1 :V2=__1:3___ , 通讯员往 、返的时间比为____2:1____。

通讯员往 、返的这一过程中,总用时为 60/V1 (即队伍前进了60m 所需的时间), 这时我们可以把队伍看成是静止的,那么讯员接到命令即从队尾跑到队首的相对速度是V1+V2,而从对首返回时相对速度为V2-V1,相应的耗时分别为 80/(V2-V1) , 80/(V1+V2) ;

所以 80/(V2-V1) + 80/(V1+V2) = 60/V1

上式的整理过程 : 80(2*V2)/(V2^2-V1^2) = 60/V1
→V1*V2/(V2^2-V1^2) = 3/8
→1/[(V2/V1) - (V1/V2)] = 3/8
→8/3 = (V2/V1) - (V1/V2)
设V1/V2 = x 上式变为:8/3=1/x - x
即 8x/3 = 1-x^2
解方程得 x = 1/3或-3(舍)
所以 V1/V2 = 1/3
那么通讯员跑过的路程 V2*(60/V1) = 180
(通讯员跑动速率乘以总耗时既是路程)
往 、返的时间比即 80/(V2-V1) : 80/(V1+V2)
由V1/V2 = 1/3
易得 80/(V2-V1) :80/(V1+V2) = 2:1