问题 解答题
连接上海市区到浦东国际机场的磁悬浮轨道全长约为30km,列车走完全程包含启动加速、匀速运行、制动减速三个阶段.已知磁悬浮列车从启动加速到稳定匀速动行共需200秒,在这段时间内记录下下列数据:
时间t(秒)050100150200
速度υ(米/秒)0306090120
路程x(米)07503000675012000
(1)请你在一次函数、二次函数和反比例函数中选择合适的函数来分别表示在加速阶段(0≤t≤200)速度υ与时间t的函数关系、路程s与时间t的函数关系.
(2)最新研究表明,此种列车的稳定动行速度可达180米/秒,为了检测稳定运行时各项指标,在列车达到这一速度后至少要运行100秒,才能收集全相关数据.若在加速过程中路程、速度随时间的变化关系仍然满足(1)中的函数关系式,并且制作减速所需路程与启动加速的路程相同.根据以上要求,至少还要再建多长轨道就能满足试验检测要求?
(3)若减速过程与加速过程完全相反.根据对问题(2)的研究,直接写出列车在试验检测过程中从启动到停车这段时间内,列车离开起点的距离y(米)与时间t(秒)的函数关系式.(不需要写出过程)
答案

(1)通过描点或找规律,确定v与t是一次函数,

v=

3
5
t,s与t是二次函数,s=
3
10
t2

(2)由v=

3
5
t得当v=180时,t=300秒,

则s=

3
10
t2=27000米=27千米.

180×100=18000米=18千米

因为减速所需路程和启动加速路程相同,

所以总路程为27×2+18=72

所以还需建72-30=42千米.

(3)当0<t≤300时,y=

3
10
t2

当300<t≤400时,y=180t-27000

当400<t≤700时,y=-

3
10
(t-700)2+72000(一般式为y=-
3
10
t2+420t-75000).

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