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试卷云
A、B、C三车组成的车队来到高速收费站,如图所示(实线车)。三辆车速度均为,相邻两车车头距离均,A车距离收费窗口为,假设车辆的刹车和加速过程均可视为匀变速直线运动,且加速度大小均为(设车队前方无车辆)。从此刻开始计时,试求:
(1)A车维持原速行驶时间后开始刹车,又经时间恰好停在了人工收费窗口处缴费,求和;
(2)车辆在收费窗口前停车等待时,如图所示(虚线车),相邻两车车头距离均为,当前车离开时,后车立即加速再减速将车挪到前车位置用时,求;
(3)已知车辆通过ETC通道均要在收费窗口前处恰好减速为,然后匀速行驶通过收费窗口(自动完成缴费);车辆通过人工收费通道缴费均要停留时间后离开收费窗口。结合(1)、(2)结论,从开始计时起,若车队选择的是ETC通道通过收费站,求车队通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间。
【答案】(1)0.25s,7.5s
(2)4s
(3)80.5s
【知识点】匀变速直线运动位移与时间的关系
【详解】(1)经时间恰好停在了人工收费窗口
刹车位移
原速行驶时间
(2)后车立即加速再减速将车挪到前车位置,则
解得
(3)设减速过程中的位移为x减,则由速度位移公式可知
由对称性可知
故全过程总位移为
时间对称性可知
匀速通过的时间为
A车通过ETC时间
沿人工收费通道减速时间与加速时间相等,即为
A车沿人工通道总时间所需时间
经过人工通道从开始减速到恢复原速度所经历的位移为
A车节约时间为
车队通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间