摩托车在平直公路上从静止开始起动,共历时130s,到达终点,且恰好速度为零,行程1600m.匀加速阶段的a1=1.6m/s2,匀减速阶段的a2=6.4m/s2,试求:
(1)摩托车行驶的最大速度vm.
(2)若摩托车从静止起动,a1、a2不变,直到停止,行程不变,所需最短时间为多少?
(1)整个运动过程分三个阶段:匀加速运动、匀速运动、匀减速运动.
设所用的时间分别为:t1、t2、t3,则最大速度vm=a1t1,
加速过程平均速度
,vm 2
匀速过程速度一直为vm
减速阶段平均速度为:vm 2
所用全程的位移等于:
t1+vmt2+vm 2
t3=1600 ①vm 2
由速度时间关系vm=a1t1=a2t3,
解得:t1=
②vm a1
t3=
③vm a2
t2=130-t1-t3④
由①②③④解得:vmax=12.8m/s
(2)若摩托车从静止启动,a1、a2不变,直到停止,行程不变,所需最短时间对应的过程为:先匀加速达到某一速度,接着做匀减速匀动直到停止.
匀加速过程由速度时间关系:v2=2a1x1,
匀减速过程看其逆过程:v2=2a2x2,
又由:x1+x2=1600
v=a1t1,
v=a2t2,
所以t=t1+t2=50s
答:(1)摩托车行驶的最大速度12.8m/s,
(2)若摩托车从静止启动,a1、a2不变,直到停止,行程不变,所需最短时间为50s.