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高中物理
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综合题
1.
(2023高一上·湖北期末)
2022年12月28日上午,随着黄石现代有轨电车“幸福号”开出,黄石正式迈入轨道交通新时代。为了节省出行时间,黄石现代有轨电车人仍在升级梦想:当有轨电车通过车站时,质量为
、长为
的胶囊舱(转移车厢)锁住有轨电车的车顶,乘客通过胶囊舱实现转移后,胶囊舱与有轨电车自动分离进入到自己的轨道,而有轨电车继续向前行驶,乘客就可以由胶囊舱慢慢地下车。有轨电车以速度
在平直的轨道上匀速行驶,过站时需先匀减速至
, 让胶囊舱锁住电车的车顶与其共速行驶3分钟实现乘客转移,之后电车与胶囊舱脱离,电车重新匀加速至
的继续向前行驶。若采用停车上下客,则电车需从
匀减速至0,停留3分钟,之后电车重新匀加速至
。已知电车匀加速和匀减速的加速度大小均为
。求:
(1) 采用不停车上下客,列车从开始匀减速至
, 乘客用3分钟转移到胶囊舱,再恢复到
, 其运行的时间比停车上下客节省的时间;
(2) 采用不停车上下客,在电车开始减速时,胶囊舱即从静止开始加速,其所受合力为
, 其中
, L为胶囊舱长度,要让胶囊舱在高铁车速降到
时即与之锁住,则此过程胶囊舱需运动的距离。
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