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?
(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 a 1
+t 21
a21 2
=st 22
解得:t1=12s;t2=20s;
t=t1+t2=32s;
vm=60m/s;
(2)汽车加速阶段:t1=
=6sv a1
位移:s1=
a1t12=90m;1 2
汽车减速阶段:t3=v a2
减速位移:s3=
a2t32=150m1 2
因为:s1+s3<s,所以中间有匀速运动阶段.t2=
=24s;s-s1-s3 v
t=t1+t2+t3=40s
=. v
=24m/ss t
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.