Question

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v_m．
（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？

Answer

第一过程做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动，在解位移时我们可以用平均速度来解决，要解运动所需的最短时间，物体需要先匀加速接着做匀减速最后停止．
【解析】
（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，
匀速过程速度一直为vm
减速阶段平均速度为：
所用全程的位移等于：t1+vmt2+t3=1600    ①
由速度时间关系vm=a1t1=a2t3，
解得：t1=  ②
t3=  ③
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．