【分析】
要解决这道题,需先理解s-t图像的物理意义:匀速直线运动的s-t图像是倾斜直线,直线斜率表示速度,斜率越大速度越大。首先从图像提取甲、乙的运动信息,计算各自速度,再逐一分析选项:
1. 判断运动类型:甲、乙的s-t图像均为直线,说明都做匀速直线运动,排除错误选项A;
2. 计算速度:甲从t=0开始运动,t=1s时路程为30m,可求甲的速度;乙初始位置在s=60m处,t=3s时总路程90m,可求乙的速度;
3. 分析各选项:明确“通过的路程”是运动的路程,区分总路程与运动路程,再计算t=5s时两车的距离。
【解析】
匀速直线运动的s-t图像为倾斜直线,因此甲、乙均做匀速直线运动,A错误;
计算速度:
甲的速度:由图像,t=1s时,甲的路程$s_{甲1}=30\ \mathrm{m}$,则$v_{甲}=\frac{s_{甲1}}{t_1}=\frac{30\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{s}}=30\ \mathrm{m/s}$;
乙的速度:乙初始位置$s_0=60\ \mathrm{m}$,t=3s时乙的总路程为90m,因此乙3s内通过的路程$\Delta s_{乙}=90\ \mathrm{m}-60\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{m}$,则$v_{乙}=\frac{\Delta s_{乙}}{t}=\frac{30\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{s}}=10\ \mathrm{m/s}$;
选项B:前3s内,甲速度为30m/s,乙速度为10m/s,速度不相等,B错误;
选项C:t=3s时,乙通过的路程是30m,90m是乙的总路程(初始位置+运动路程),C错误;
选项D:t=5s时,甲的总路程$s_{甲}=v_{甲}t=30\ \mathrm{m/s}×5\ \mathrm{s}=150\ \mathrm{m}$;乙的总路程$s_{乙}=初始位置 + v_{乙}t=60\ \mathrm{m}+10\ \mathrm{m/s}×5\ \mathrm{s}=110\ \mathrm{m}$;两车同向运动,相距$\Delta s=150\ \mathrm{m}-110\ \mathrm{m}=40\ \mathrm{m}$,D正确。
【答案】
D
【知识点】
s-t图像、速度计算、匀速直线运动
【点评】
本题考查s-t图像的理解与应用,需明确图像中路程的含义(区分初始位置和运动路程),掌握速度公式的应用,易错点是误将总路程当成运动的路程,或忽略两车初始位置对距离的影响。
【难度系数】
0.6