Question

18．在某段平直的鐵路上，一列以324km/h高速行駛的列車(chē)某時(shí)刻開(kāi)始勻減速行駛，5min后恰好停在某車(chē)站，并在該站停留4min，隨后勻加速駛離車(chē)站，經(jīng)8.1km后恢復(fù)到原速324km/h．
（1）求列車(chē)減速時(shí)的加速度大小；
（2）求列車(chē)從靜止開(kāi)始駛離車(chē)站，勻加速到原來(lái)速度所花的時(shí)間；
（3）求列車(chē)從開(kāi)始減速到恢復(fù)原速這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)速度時(shí)間公式求出列車(chē)減速時(shí)的加速度大�。�
（2）根據(jù)平均速度推論，結(jié)合位移求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．
（3）根據(jù)勻加速和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移，結(jié)合運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間求出這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大�。�

解答 解：（1）324km/h=90m/s，
列車(chē)減速時(shí)的加速度大小${a}_{1}=\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}=\frac{-90}{300}m/{s}^{2}=-0.3m/{s}^{2}$．
（2）根據(jù)${x}_{2}=\frac{0+v}{2}{t}_{2}$得，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間${t}_{2}=\frac{2{x}_{2}}{v}=\frac{2×8100}{90}s=180s$．
（3）總時(shí)間t_總=t₁+t₂+t_停=300+180+240s=720s，
勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移${x}_{1}=\frac{v+0}{2}{t}_{1}=\frac{90}{2}×300m=13500m$，
則列車(chē)從開(kāi)始減速到恢復(fù)原速這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小$\overline{v}=\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{{t}_{總}(cāng)}=\frac{13500+8100}{720}m/s=30m/s$．
答：（1）列車(chē)減速時(shí)的加速度大小為0.3m/s²；
（2）列車(chē)從靜止開(kāi)始駛離車(chē)站，勻加速到原來(lái)速度所花的時(shí)間為180s；
（3）列車(chē)從開(kāi)始減速到恢復(fù)原速這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小為30m/s．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論，并能靈活運(yùn)用，有時(shí)運(yùn)用推論求解會(huì)使問(wèn)題更加簡(jiǎn)捷．