问题 问答题

辨析题: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时间.有关数据见表格.

启动加速度a14m/s2
制动加速度a28m/s2
直道最大速度v140m/s
弯道最大速度v220m/s
直道长度s218m
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=40m/s,然后再减速到v2=20m/s,

t1=

v1
a1
=…;t2=
v1-v2
a2
=…;t=t1+t2

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

不合理.

因为按这位同学的解法可得

t1=

v1
a1
=10s,

t2=

v1-v2
a2
=2.5s,

所以加速距离

s1=

v1
2
t1=200m,

s2=

v1+v2
2
t2=75m,

总位移s1+s2=275m>s.故不合理.

由上可知摩托车不能达到最大速度v2,设满足条件的最大速度为v,

则:

v2
2a1
+
v2-
v22
2a2
=s

解得:v=36m/s

又加速的时间为t1=

v
a1
=9s

减速的时间为t2=

v-v2
a2
=2s

因此所用的最短时间t=t1+t2=11s.

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