Question

【題目】近幾年大假期間，國家取消了7座及其以下的小汽車的收費公路的過路費，給自駕帶來了很大的實惠，但車輛的增多也給交通道路的暢通增加了很大的壓力，因此國家規定了免費車輛在通過收費站時在專用車道上可以不停車拿卡或交卡而直接減速通過。假設收費站的前、后都是平直大道，大假期間過站的車速要求不超過vt＝21.6 km/h，小汽車未減速的車速均為v0＝108 km/h，制動后小汽車的加速度的大小為a1＝4 m/s2。問：

（1）大假期間，駕駛員應在距收費站至少多遠處開始制動；

（2）假設車過站后駕駛員立即使車以a2＝6 m/s2的加速度加速至原來的速度，則從減速開始到最終恢復到原來速度的過程中，車運動的時間至少是多少？

Answer 1

【答案】(1)108m；(2)10s.

【解析】

(1)vt=21.6km/h=6m/s，事先小汽車未減速的車速均為v0=108km/h=30m/s，小汽車進入站臺前做勻減速直線運動，設據收費站x處開始制動，則

vt2-v02=2a1x

即

62-302=2×（-4）x

解得

x=108m

(2)小汽車通過收費站經歷勻減速和勻加速兩個階段時間分別為t1和t2則：
減速階段

vt=v0-a1t1

加速階段

v0=vt+a2t2

則加速和減速的總時間

t=t1+t2=10s

即從減速開始到最終恢復到原來速度的過程中車運動的時間至少是10s。