题目内容
5.在公路的十字路口,红灯拦停了很多汽车,拦停的汽车排成笔直的一列,最前面的一辆汽车的前端刚好一路口停车线相齐,相邻两车的前端之间的距离均为d=6.0m,若汽车启动时都以a=2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,加速到v=10.0m/s后做匀速直线运动通过路口.该路口亮绿灯时间t=40.0s,而且有按倒计时显示的时间显示灯(无黄灯).另外交通规则规定:原在绿灯时通行的汽车,红灯亮起时,车头已越过停车线的汽车允许通过.请回答下列问题:(1)若绿灯亮起瞬时,所有司机同时起动汽车,问有多少辆汽车能通过路口?
(2)第(1)问中,不能通过路口的第一辆汽车司机,在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车做匀减速运动,结果车的前端与停车线相齐时刚好停下,求刹车后汽车经多长时间停下?
分析 (1)首先据题意在草稿纸上画运动示意图,据图分析,再利用汽车的运动特点求出40秒内汽车的位移;再据位移与汽车之间的距离求出通过路口的汽车数量.
(2)由1问可知,汽车的初速度,再据第一辆未通过路口的距离关系,求出刹车的距离,据匀变速直线运动的规律即可求解.
解答 解:(1)据匀变速直线的运动规律可知,汽车的加速时间:t1=$\frac{v}{a}$=4s
40s的时间内汽车能行驶的位移:x=$\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}$+v(t-t1)=380m
据汽车的位移与车距关系得:n=$\frac{x}{l}$=63.3
所以能通过路口的汽车是64辆.
(2)当计时灯刚亮3时,t0=3s,第65辆汽车行驶的位移:x1=$\frac{1}{2}$a${t}_{1}^{2}$+v(t-t1-t0)=350m
此时汽车距停车线的距离:x2=64L-x1=34m
第65辆车从刹车到停下来的时间:t=$\frac{{x}_{2}}{\frac{v}{2}}$=6.8s
答:(1)若绿灯亮起瞬时,所有司机同时起动汽车,有64辆汽车能通过路口.
(2)刹车后汽车经6.8停下.
点评 本题运动过程复杂且研究对象较多,感觉无从下手,如画出运动示意图会有事半功倍的效果,灵活利用位移与车距的关系是解题的核心
练习册系列答案
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14.
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