(2014?杨浦区一模)如图所示,在平直等宽的公路上,车首与前车尾相距为a的车队,沿公路中轴线以相同的速
(2014?杨浦区一模)如图所示,在平直等宽的公路上,车首与前车尾相距为a的车队,沿公路中轴线以相同的速度v缓慢前进.一名执勤交警想以恒定的最小速率从公路边沿直线穿越公路...
(2014?杨浦区一模)如图所示,在平直等宽的公路上,车首与前车尾相距为a的车队,沿公路中轴线以相同的速度v缓慢前进.一名执勤交警想以恒定的最小速率从公路边沿直线穿越公路.若汽车的宽度为b,车道宽度为c=1.8b.求:(1)该交警的最小穿越速率.(2)该交警以最小速率穿越公路所需要的时间.(3)开始穿越时,交警与汽车的相对位置.
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设交警的速度大小为V,与车子速度的夹角为θ,穿越车的时间为t.
(1)在穿越过程中必须满足:
Vtcosθ+a=vt,
Vtsinθ=b,
解得:
V=
=
;
其中:
A=
,sinβ=
,cosβ=
当θ+β=
,即sinθ=
时,V取最小值:V=
,
解得:t=
(2)由于车道宽度为c=1.8b,穿越公路的时间:
T=1.8t=
.
(3)穿越开始交警位置在车后:L=0.4btanθ=0.4a.
答:(1)该交警的最小穿越速率V=
.
(2)该交警以最小速率穿越公路所需要的时间T=
.
(3)开始穿越时,交警与汽车的相对位置为在车后0.4a.
(1)在穿越过程中必须满足:
Vtcosθ+a=vt,
Vtsinθ=b,
解得:
V=
bv |
asinθ+bcosθ |
bv |
Asin(θ+β) |
其中:
A=
a2+b2 |
b | ||
|
a | ||
|
当θ+β=
π |
2 |
a | ||
|
bv | ||
|
解得:t=
a2+b2 |
av |
(2)由于车道宽度为c=1.8b,穿越公路的时间:
T=1.8t=
1.8(a2+b2) |
av |
(3)穿越开始交警位置在车后:L=0.4btanθ=0.4a.
答:(1)该交警的最小穿越速率V=
bv | ||
|
(2)该交警以最小速率穿越公路所需要的时间T=
1.8(a2+b2) |
av |
(3)开始穿越时,交警与汽车的相对位置为在车后0.4a.
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