【例1】 (2019·湖北黄冈期末)一列火车由静止开始出发,沿直线轨道先以恒定加速度a1做匀加速运动,至速度为v后,再匀速前进一段时间,最后以恒定加速度a2匀减速前进,直到停止,全程长为L。
(1)求全程所用时间;
(2)速度v为何值时,全程所用时间最短。
解析 (1)火车加速过程:设加速度为a1,位移为x1,所用时间为t1,
则v=a1t1
v2=2a1x1
减速过程:设加速度大小为a2,位移为x2,所用时间为t2,
则v=a2t2
v2=2a2x2
匀速过程:所用时间为t3,则L-x1-x2=vt3
全程所用时间t=t1+t2+t3
由以上各式联立解得t=++。
(2)火车先加速到v1再减速到零时,正好跑完全程,所用时间最短,即L=x1+x2,
解得v=。
答案 (1)++ (2)
"一画、二选、三注"解决匀变速直线运动问题