问题 问答题

某汽车在平直公路上进行性能测试,汽车加速时能达到的最大加速度为5m/s2,减速时能达到的最大加速度为3m/s2.现汽车由静止开始从A处启动,经历多个阶段的运动后,到B处刚好静止,加速阶段可以当作匀加速处理,减速阶段可以当作匀减速处理.已知A、B间的距离为960m.求:

(1)如果汽车的最大速度没有限制,则汽车从A运动到B的最短时间及最大速度各是多少?

(2)如果汽车能达到的最大速度为30m/s,则汽车从A运动到B的最短时间和全程平均速度各是多少?

答案

(1)汽车先加速到最大速度后再减速到速度为零,所用时间最短.设最大速度为vm,则:

由速度公式可知:

a1t1=a2t2=vm

因位移之和等于总位移,则有:

1
2
a1
t21
+
1
2
a2
t22
=s

解得:t1=12s;t2=20s;

t=t1+t2=32s;

vm=60m/s;

(2)汽车加速阶段:t1=

v
a1
=6s

位移:s1=

1
2
a1t12=90m;

汽车减速阶段:t3=

v
a2

减速位移:s3=

1
2
a2t32=150m

因为:s1+s3<s,所以中间有匀速运动阶段.t2=

s-s1-s3
v
=24s;

t=t1+t2+t3=40s

.
v
=
s
t
=24m/s

答:(1)从A运动到B的最短时间为32s,及最大速度60m/s;(2)从A到B的最短时间为24s;全程的平均速度为24m/s.

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