内容正文:
[对应学生用书第9页]
解决匀变速直线运动的多过程问题的基本思路
近几年,国家取消了7座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费,给自驾出行带来了很大的实惠,但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力,因此交管部门规定,上述车辆通过收费站口时,在专用车道上可以不停车拿(交)卡而直接减速通过。若某车减速前的速度为v0=20 m/s,靠近站口时以大小为a1=5 m/s2的加速度做匀减速直线运动,通过收费站口时的速度为vt=8 m/s,然后立即以a2=4 m/s2的加速度加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道)。试问:
(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速?
(2)该车从开始减速到最终恢复到原来速度的过程中,运动的时间是多少?
(3)在(1)(2)问中,该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少?
[解析] (1)设该车初速度方向为正方向,该车进入收费站口前做匀减速直线运动,设在距离收费站口x1处开始制动,则有vt2-v02=-2a1x1
解得x1=33.6 m。
(2)该车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段,前后两段位移分别为x1和x2,时间分别为t1和t2,则
减速阶段有t1==2.4 s
加速阶段有t2==3 s
则加速和减速的总时间为t=t1+t2=5.4 s。
(3)在加速阶段有x2=t2=42 m
则总位移x=x1+x2=75.6 m
若不减速所需要时间t′==3.78 s
车因减速和加速过站而耽误的时间Δt=t-t′=1.62 s。
[答案] (1)33.6 m (2)5.4 s (3)1.62 s
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