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交通信号“绿波”控制系统一般被称为“绿波带”,它是根据车辆运行情况对各路口红绿灯进行协调,使车辆通过时能连续获得一路绿灯.郑州市中原路上某直线路段每隔L=500m就有一个红绿

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交通信号“绿波”控制系统一般被称为“绿波带”,它是根据车辆运行情况对各路口红绿灯进行协调,使车辆通过时能连续获得一路绿灯.郑州市中原路上某直线路段每隔L=500m就有一个红绿灯路口,绿灯时间△t1=60s,红灯时间△t2=40s,而且下一路口红绿灯亮起总比当前路口红绿灯滞后△t=50s.要求汽车在下一路口绿灯再次亮起后能通过该路口.汽车可以看做质点,不计通过路口的时间,道路通行顺畅.
(1)若某路口绿灯刚亮起时,某汽车恰好通过,要使该汽车保持匀速行驶,在后面道路上再连续通过五个路口,满足题设条件下,汽车匀速行驶的最大速度是多少?最小速度又是多少?(计算结果保留两位有效数字)
(2)若某路口遭遇红灯,待绿灯刚亮起时,某汽车由静止开始,以加速度a=2m/s2匀加速运动,加速到第(1)问中汽车匀速行驶的最大速度以后,便以此速度一直匀速运动.试通过计算判断,当汽车到达下一个路口时能否遇到绿灯.
▼优质解答
答案和解析
(1)若汽车刚好在绿灯亮起时通过第五个路口,则通过五个路口的时间 t=5△t                     
此时匀速运动的速度最大 vmax=
5L
t
=
5×500
5×50
=10m/s
若汽车刚好在绿灯熄灭时通过第五个路口,则通过五个路口的时间  t′=5△t+△t1=310s         
此时匀速运动的速度最小 vmin=
5L
t′
=
5×500
310
=8.1m/s     
(2)若路口绿灯刚亮起时,汽车启动加速,最终加速到 vmax=10m/s
由vmax=at1,得t1=5 s   
在此过程中汽车走过的位移 x=
vmax
2
t1=
10
2
×5m=25 m  
然后汽车以此速度匀速运动,可知  L-x=vmaxt2,得 t2=47.5 s
因此,汽车从该路口开始启动到下一个路口的时间为 t=t1+t2=52.5 s
因为110 s>t>50 s,因此走到下个路口时能够遇到绿灯.  
答:(1)汽车匀速行驶的最大速度是10m/s,最小速度是8.1m/s.
(2)当汽车到达下一个路口时能遇到绿灯.
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