题目内容

3.成都市二环路BRT(快速公交)于2013年开始运营,其中K1环线(杉板桥站-杉板桥站)全线共31个(包括首末)站点.公交车正常运行过程中,进出站时(可视为水平面上的匀变速直线运动)加速度的大小均为2.5m/s2,停站时间20s,其余路段均以45km/h的速率行驶,取g=10m/s2.
(1)求公交车出站时,车上相对车静止的某乘客(质量为50kg)所受公交车的作用力大小.
(2)若公交车从首站出发到末站的过程中,中途不停靠任何站点,其他运行方式不变,则跑完全线所用时间比全线正常运行所用的时间少多少?

分析 (1)人受水平方向的推力及支持力的作用,由二力合成可求得公交车对人的作用力;
(2)明确进站及出站的时间,再根据不停时所用的时间,则可求得节约出的时间.

解答 解:(1)出站过程中,对人,Fx=ma=125N   
Fy=mg=500N  
所以$F=\sqrt{F_x^2+F_y^2}=125\sqrt{17}$N   
(2)对出站过程,${t_1}=\frac{v}{a}=\frac{12.5}{2.5}=5$s,${x_1}=\frac{v}{2}{t_1}=31.25$m 
对进站过程,t2=t1=5s,x2=x1=31.25m 
中途每停靠一站多用时间$△{t_0}=({t_1}+{t_2})-\frac{{{x_1}+{x_2}}}{v}$+20=25s   
中途不停靠比全线正常运行少停靠29个站点,故△t=29△t0=725s  
答:(1)公交车对人的作用力为125$\sqrt{17}$s;
(2)比全线正常运行所用的时间少725s.

点评 本题有两个易错点,一是忽略车对人的支持力;二是忽略车正常过站时所用的时间.

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