一辆汽车以8m/s的速度匀速行驶且即将通过两个路口.某一时刻汽车距离第一路口的停车线18m,此时第一个路口的绿灯还有2s熄灭,第二个路口的绿灯还8s熄灭.已知两路口停车线间距

◎ 题目

一辆汽车以8m/s的速度匀速行驶且即将通过两个路口.某一时刻汽车距离第一路口的停车线18m,此时第一个路口的绿灯还有2s熄灭,第二个路口的绿灯还8s熄灭.已知两路口停车线间距为100m,该车加速时最大加速度大小为2m/s2;减速时最大加速度大小为7m/s2.该路段允许行驶的最大速度为14m/s.忽略汽车长度,试问:
(1)如果汽车立即做匀加速直线运动,在绿灯熄灭前汽车能否通过第一路口停车线?并说明理由.
(2)如果汽车立即做匀加速直线运动,在绿灯熄灭前汽车能否通过第二路口停车线?并说明理由.
(3)试求汽车从初位置到第二路口停车线停下来所用最短时间.(结果保留一位小数)

◎ 答案

(1)从该时刻起,让汽车以最大速度做匀加速运动,2s内的位移为x,2s内的速度为v,
则x=v0t+
1
2
a1t2=20m>18m
v=v0+a1t=12m/s<14m/s
所以汽车可以通过第一个路口.
(2)设汽车达到最大速度的时间为t1,此段位移为x1,则根据速度公式有
t1=
vm-v0
a1
=3s
此段位移为x1=v0t1+
1
2
a1t12=33m
匀速运动到第二个路口停车线的时间为t2,则
x2=d1+d2-x1
t2=
x2
vm
=6.07s
到达第二个路口的总时间为t,则
t=t1+t2=9.07s>8s
所以不能通过第二个路口.
(3)设汽车从最大速度状态以最大加速度减速停下所用时间为t3,位移为x3,则
t3=
vm
a2
=2s
x3=
vm
2
t3=14m
匀速运动的位移和时间分别为x'2和t'2,则x'2=d1+d2-x1?x3
t'2=
x2
vm
=5.1s
总时间t′=t1+t′2+t3=10.1s
答:(1)汽车可以通过第一个路口;(2)不能通过第二个路口;(3)总时间为10.1s

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一辆汽车以8m/s的速度匀速行驶且即将通过两个路口.某一时刻汽车距离第一路口的停车线18m,此时第一个路口的绿灯还有2s熄灭,第二个路口的绿灯还8s熄灭.已知两路口停车线间距…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的速度与时间的关系】,【匀变速直线运动的位移与时间的关系】  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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