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CalcGospel 國際數學圖譜
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M1 2025 Jan Q2

A Level / Edexcel / M1

IAL 2025 Jan Paper · Question 2

题目

Problem

2.

The fixed points AA, BB and CC lie in a straight line on a horizontal road.

  • At time t=0t=0, a motorbike passes through AA with speed 5 m s−15\,\mathrm{m\,s^{-1}}
  • From AA, the motorbike accelerates uniformly until it reaches BB with a speed of V m s−1V\,\mathrm{m\,s^{-1}}
  • The motorbike takes T1T_1 seconds to travel from AA to BB
  • From BB, the motorbike decelerates uniformly until it comes to rest at CC
  • The motorbike takes T2T_2 seconds to travel from BB to CC

(a) Sketch a speed-time graph for the motion of the motorbike as it moves from AA to CC.

(3)

The distance ABAB is 132 m132\,\mathrm{m} and the distance BCBC is 136 m136\,\mathrm{m}.

(b) Find, in terms of VV, an expression for

(i) T1T_1

(ii) T2T_2

(4)

Given that the motorbike takes 28 s28\,\mathrm{s} to travel from AA to CC,

(c) find the value of VV,

(2)

(d) find the deceleration of the motorbike.

(2)
题目中文翻译

固定点 AA、BB、CC 位于水平公路上的同一直线上。

  • 在 t=0t=0 时,一辆摩托车以速率 5 m s−15\,\mathrm{m\,s^{-1}} 经过 AA。
  • 从 AA 开始,摩托车匀加速行驶,直到以速率 V m s−1V\,\mathrm{m\,s^{-1}} 到达 BB。
  • 摩托车从 AA 行驶至 BB 用时 T1T_1 秒。
  • 从 BB 开始,摩托车匀减速行驶,直到在 CC 静止。
  • 摩托车从 BB 行驶至 CC 用时 T2T_2 秒。

(a) 画出摩托车从 AA 行驶至 CC 的速率—时间图像草图。

(3)

距离 ABAB 为 132 m132\,\mathrm{m},距离 BCBC 为 136 m136\,\mathrm{m}。

(b) 求用 VV 表示下列各量的表达式:

(i) T1T_1,

(ii) T2T_2。

(4)

已知摩托车从 AA 行驶至 CC 用时 28 s28\,\mathrm{s},

(c) 求 VV 的值,

(2)

(d) 求摩托车的减速度。

(2)

解答

(a)

解法一

思路

展开

初速为 5,图像不能从原点开始。第二阶段的 T2T_2 是从 BB 到 CC 的持续时间,因此横轴终点为 T1+T2T_1+T_2。

答题过程

展开

Draw time (s) horizontally and speed (m s−1\mathrm{m\,s^{-1}}) vertically. Join the points

(0,5),(T1,V),(T1+T2,0)(0,5),\qquad (T_1,V),\qquad (T_1+T_2,0)

with two straight segments, first rising and then falling. Label speeds 5 and VV, and mark T1T_1 and T1+T2T_1+T_2 clearly on the time axis. The graph starts above the origin and ends on the time axis.

(b)(i)

解法一

思路

展开

ABAB 阶段图下面积为梯形,或用匀加速运动的平均速度乘时间。

答题过程

展开

For the journey from AA to BB,

132=5+V2T1.132=\frac{5+V}{2}T_1.

Therefore T1=2645+V\boxed{T_1=\dfrac{264}{5+V}}.

(b)(ii)

解法一

思路

展开

BCBC 阶段从速率 VV 减至零,路程是底为 T2T_2 的三角形面积。

答题过程

展开

For the journey from BB to CC,

136=12VT2.136=\frac12VT_2.

Hence T2=272V\boxed{T_2=\dfrac{272}{V}}.

(c)

解法一

思路

展开

把两个阶段时间相加等于 28,清除分母后解二次方程。速率不能取负根。

答题过程

展开

Using T1+T2=28T_1+T_2=28,

2645+V+272V=28.\frac{264}{5+V}+\frac{272}{V}=28.

Multiplying by V(5+V)V(5+V),

264V+272(5+V)= 28V(5+V),28V2−396V−1360= 0,7V2−99V−340= 0,(V−17)(7V+20)= 0.\begin{align*} 264V+272(5+V)=&\,28V(5+V),\\ 28V^2-396V-1360=&\,0,\\ 7V^2-99V-340=&\,0,\\ (V-17)(7V+20)=&\,0. \end{align*}

Rejecting V=−20/7V=-20/7 gives V=17\boxed{V=17}.

(d)

解法一

思路

展开

减速度要给正的大小;用第二阶段速度变化大小除以第二阶段时间。

答题过程

展开

With V=17V=17,

T2=27217=16 s.T_2=\frac{272}{17}=16\ \mathrm s.

The acceleration from BB to CC is (0−17)/16(0-17)/16. Therefore the deceleration is

1716 m s−2.\boxed{\frac{17}{16}\ \mathrm{m\,s^{-2}}}.