某公路隧道长1500 米,一辆公共汽车匀速从隧道通过, 测得公共汽车从开始进入隧道到车身完全驶出隧道用时 151 秒,整辆公共汽车完全在隧道里的时间 149 秒,则公共汽车的车身长度和行驶速度分别为( ) A、 8 米 ; 5 米 / 秒 B、 10 米 ; 10 米 / 秒 C 、 10 米 ; 15 米 / 秒 D 、 12 秒 ; 20 米 / 秒
某公路隧道长1500 米,一辆公共汽车匀速从隧道通过, 测得公共汽车从开始进入隧道到车身完全驶出隧道用时 151 秒,整辆公共汽车完全在隧道里的时间 149 秒,则公共汽车的车身长度和行驶速度分别为
( )
A、 8 米 ; 5 米 / 秒
B、 10 米 ; 10 米 / 秒
C 、 10 米 ; 15 米 / 秒
D 、 12 秒 ; 20 米 / 秒
题目解答
答案
A、答案错误
B、答案正确
设公交车车身的长度为
根据题意,得车头进入隧道到车尾离开隧道共需151秒,则其速度是
;
整辆公交车完全在隧道的时间是149秒,则其速度是
则有方程:
解得
;
公交车的速度:
(C)答案错误
(D)答案错误
解析
考查要点:本题主要考查运动学中的相对路程问题,涉及匀速直线运动的速度计算,需要学生理解不同行驶阶段的路程关系。
解题核心思路:
- 明确两种行驶过程的路程差异:
- 从车头进入隧道到车尾离开隧道:总路程为隧道长度加上车身长度($L$)。
- 整辆车完全在隧道内的过程:总路程为隧道长度减去车身长度。
- 利用匀速运动的速度相等:两种过程的速度相同,建立方程求解车身长度$L$,再计算速度。
破题关键点:
- 正确区分两种行驶过程的路程表达式,避免混淆“隧道长度”与“车身长度”的关系。
设公共汽车的车身长度为$L$米,行驶速度为$v$米/秒。
根据题意列方程
-
从车头进入隧道到车尾离开隧道:
总路程为隧道长度加上车身长度,即$1500 + L$,时间为151秒。
速度表达式为:
$v = \frac{1500 + L}{151}$ -
整辆车完全在隧道内的过程:
总路程为隧道长度减去车身长度,即$1500 - L$,时间为149秒。
速度表达式为:
$v = \frac{1500 - L}{149}$ -
联立方程求解:
由于速度$v$相等,得:
$\frac{1500 + L}{151} = \frac{1500 - L}{149}$
交叉相乘展开:
$(1500 + L) \cdot 149 = (1500 - L) \cdot 151$
展开并整理:
$1500 \cdot 149 + 149L = 1500 \cdot 151 - 151L$
$1500(149 - 151) + L(149 + 151) = 0$
$-3000 + 300L = 0$
解得:
$L = 10 \text{米}$ -
计算速度:
代入任一速度表达式,例如:
$v = \frac{1500 + 10}{151} = \frac{1510}{151} = 10 \text{米/秒}$
结论:车身长度为10米,速度为10米/秒,对应选项B。