Question

（17分）近几年国庆大假期间，国家取消了7座及其以下的小车的收费公路的过路费，给自驾带来了很大的实惠，但车辆的增多也给交通道路的畅通增加了很大的压力，因此国家规定了免费车辆在通过收费站时在专用车道上可以不停车拿卡或交卡而直接减速通过。假设收费站的前、后都是平直大道，大假期间过站的车速要求不超过v_t＝21.6km/h，事先小汽车未减速的车速均为v₀＝108km/h，制动后小汽车的加速度的大小为a₁＝4m/s²。试问：

（1）大假期间，驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动？

（2）假设车过站后驾驶员立即使车以a₂＝6m/s²的加速度加速至原来的速度，则从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中，汽车运动的时间至少是多少？

（3）在（1）（2）问题中，车因减速和加速过站而耽误的时间至少为多少？

Answer

（1） （2）（3）

【解析】

试题分析：设小汽车初速度方向为正方向，，

（1）小汽车进入站台前作匀减速直线运动，设距离收费站x1处开始制动，则：

由解得：

（2）小汽车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段，前后两段位移分别为x1和x2，时间为t1和t2，

则减速阶段：，

加速阶段：，

则加速和减速的总时间：

（3）在加速阶段：

解得：

则总位移：

若不减速所需要时间：

车因减速和加速过站而耽误的时间：

考点：匀变速直线运动规律的应用。

【名师点睛】明确小汽车的运动性质，找到运动中所遵从的运动规律，利用相应的公式进行计算，小汽车从制动又加速是两个过程，要分清两个过程所对应的物理量，减速的末态是加速的初态，再列出速度、位移、时间关系式计算。