例、一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始加速行驶,恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来,从后边超过汽车。试求:汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少?
解1:(公式法)
当汽车的速度与自行车的速度相等时,两车之间的距离最大。设经时间t两车之间的距离最大。则

解2:(图像法)
在同一个v-t图中画出自行车和汽车的速度时间图像,根据图像面积的物理意义,两车位移之差等于图中梯形的面积与矩形面积的差,当t=t0时矩形与三角形的面积之差最大。
v-t图像的斜率表示物体的加速度

当t=2s时两车的距离最大为图中阴影三角形的面积

动态分析随着时间的推移,矩形面积(自行车的位移)与三角形面积(汽车的位移)的差的变化规律
解3:(相对运动法)
选自行车为参照物,以汽车相对地面的运动方向为正方向,汽车相对自行车沿反方向做匀减速运动v0=-6m/s,a=3m/s2,两车相距最远时vt=0
对汽车由公式
(由于不涉及位移,所以选用速度公式。)

对汽车由公式:
(由于不涉及“时间”,所以选用速度位移公式。)

表示汽车相对于自行车是向后运动的,其相对于自行车的位移为向后6m.
解4:(二次函数极值法)
设经过时间t汽车和自行车之间的距离Δx,则
,
思考:汽车经过多少时间能追上摩托车?此时汽车的速度是多大?汽车运动的位移又是多大?
