要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道.求摩托车在直道上行驶所用的最短

◎ 题目

要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道.求摩托车在直道上行驶所用的最短时间,有关数据见表格。

某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度v1=40 m/s,然后再减速到v2=20 m/s,,你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.

◎ 答案

解:
题中所述解法不合理.因为用该方法计算出来的直道长度,即运动的总位移x= 275 m>218 m.由此可知摩托车加速运动的末速度并未达到最大速度v1= 40 m/s.
正确解法如下:
设摩托车加速运动的末速度为v,加速运动的位移为x1,减速运动的位移为x2,则:①,
②,
t2= ③,
④,
x1+x2=x=218m⑤,
由①~⑤式解得v=36m/s,t1=9 s,t2 =2 s.
故摩托车在直道上行驶的最短时间tmin=t1+t2= 11 s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道.求摩托车在直道上行驶所用的最短…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的速度与时间的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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