题目内容

8.为了解甲、乙两种车的刹车距离,经试验发现,甲车的刹车距离s甲是车速v的$\frac{1}{5}$,乙车的刹车距离s乙等于反应距离与制动距离之和,二反应距离与车速v成正比,制动距离与车速v2成正比,具体关系如下表:
 车速v(km/h) 4050 
 刹车距离s乙(m) 1217.5 
(1)分别求出s甲、s乙与车速v的函数关系式;
(2)若乙车在限速120km/h的高速公路上行驶,乙车的最长刹车距离是多少m?
(3)刹车速度是处理交通事故的一个重要因素,请看下面一个交通事故案例:甲、乙两车在限速为80km/g的道路上相向而行,等望见对方,同时刹车时已晚,两车还是相撞了,事后经现场勘查,测得甲车的刹车距离超过16m,但小于18m,乙车的刹车距离是24m,请你比较两车的速度,并判断哪辆车超速?

分析 (1)根据“甲车的刹车距离s甲是车速v的$\frac{1}{5}$”可以求得s甲与车速v的函数关系式.设s乙=k1v+k2v2,把(40,12),(50,17.5)分别代入该函数解析式,列出关系系数的方程组,通过解方程组求得它们的值;
(2)利用(1)中的函数关系式,结合抛物线的性质来求其顶点坐标即可;
(3)根据(1)中的函数关系式可以求得甲、乙的速度.然后结合限速80km/h判定它们是否超速.

解答 解:(1)依题意得:s甲=$\frac{1}{5}$v,
∵反应距离与车速v成正比,制动距离与车速v2成正比
∴设s乙=k1v+k2v2,
由题意得:$\left\{\begin{array}{l}{12=40{k}_{1}+1600{k}_{2}}\\{17.5=50{k}_{1}+2500{k}_{2}}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{{k}_{1}=\frac{1}{10}}\\{{k}_{2}=\frac{1}{200}}\end{array}\right.$,
∴s乙=$\frac{1}{200}$v2+$\frac{1}{10}$v;               
      
(2)∵对称轴为v=-$\frac{\frac{1}{10}}{2×\frac{1}{200}}$=-10,
∴当0<v≤120 时,s乙随v的增大而增大,即当v=120时,s乙最大值=$\frac{1}{200}$×14400+$\frac{1}{10}$×120=84
∴乙车的最长刹车距离为84米.
(只要合理解释“当v=120时,s乙最大”均可)

(3)∵甲车的刹车距离超过16m,但小于18m,
∴16<$\frac{1}{5}$v<18,
即80<v<90,
又∵乙车的刹车距离是24m
∴$\frac{1}{200}$v2+$\frac{1}{10}$v=24,
解得v1=60,v2=-80 (舍去),
∵限速80km/h
∴甲车超速.

点评 本题考查了二次函数的应用.此题为数学建模题,借助二次函数解决实际问题.

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