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CalcGospel 國際數學圖譜
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M1 2025 Oct Q6

A Level / Edexcel / M1

IAL 2025 Oct Paper · Question 6

题目

Problem

6.

The point OO lies on a straight horizontal road. At time t=0t=0, a car leaves OO and travels along the road.

The velocity-time graph in Figure 4 shows the velocity, v m s−1v\,\mathrm{m\,s^{-1}}, of the car at time tt seconds for the first 3535 seconds of its journey.

(a) Find

(i) the acceleration of the car for the period 0⩽t⩽100\leqslant t\leqslant10

(ii) the deceleration of the car for the period 30⩽t⩽3530\leqslant t\leqslant35

(2)

(b) Sketch an acceleration-time graph for the car for the period 0⩽t⩽350\leqslant t\leqslant35

(2)

(c) Find the distance travelled by the car for the period 0⩽t⩽350\leqslant t\leqslant35

(2)

When t=5t=5, a motorcycle starts from rest at OO. The motorcycle travels along the same road as the car and in the same direction.

For the period 5⩽t⩽205\leqslant t\leqslant20, the acceleration of the motorcycle is A m s−2A\,\mathrm{m\,s^{-2}}, where AA is a positive constant.

The motorcycle catches up with the car when t=20t=20

(d) Find the value of AA.

(4)
题目中文翻译

OO 点位于一条水平直路上。 在 t=0t=0 时,一辆汽车从 OO 出发并沿公路行驶。

图 4 的速度—时间图像显示汽车行程前 3535 秒内,在 tt 秒时的速度 v m s−1v\,\mathrm{m\,s^{-1}}。

(a) 求

(i) 汽车在时段 0⩽t⩽100\leqslant t\leqslant10 内的加速度,

(ii) 汽车在时段 30⩽t⩽3530\leqslant t\leqslant35 内的减速度。

(2)

(b) 画出汽车在时段 0⩽t⩽350\leqslant t\leqslant35 内的加速度—时间图像草图。

(2)

(c) 求汽车在时段 0⩽t⩽350\leqslant t\leqslant35 内经过的路程。

(2)

当 t=5t=5 时,一辆摩托车从 OO 由静止出发。 摩托车沿与汽车相同的公路、向相同方向行驶。

在时段 5⩽t⩽205\leqslant t\leqslant20 内,摩托车的加速度为 A m s−2A\,\mathrm{m\,s^{-2}},其中 AA 为正常数。

摩托车在 t=20t=20 时追上汽车。

(d) 求 AA 的值。

(4)

解答

(a)

解法一

思路

展开

速度—时间图的斜率为加速度。减速度指加速度大小,应写正值。

答题过程

展开

(i) For 0≤t≤100\leq t\leq10,

a=30−010−0=3 m s−2.a=\frac{30-0}{10-0}=\boxed{3\text{ m s}^{-2}}.

(ii) For 30≤t≤3530\leq t\leq35, the acceleration is

a=0−3035−30=−6 m s−2.a=\frac{0-30}{35-30}=-6\text{ m s}^{-2}.

Hence the deceleration is 6 m s−2\boxed{6\text{ m s}^{-2}}.

(b)

解法一

思路

展开

分别读取三段速度图的斜率,画成三段水平线。减速阶段的加速度在时间轴下方;突变时刻不应画成具有持续时间的竖直实线。

答题过程

展开

Draw labelled axes t (s)t\text{ (s)} and a (m s−2)a\text{ (m s}^{-2}\text{)}. The graph consists of three horizontal segments:

a={3,0<t<10,0,10<t<30,−6,30<t<35.a=\begin{cases} 3,&0<t<10,\\ 0,&10<t<30,\\ -6,&30<t<35. \end{cases}

Label t=10,30,35t=10,30,35 and the acceleration levels 33 and −6-6. The acceleration changes instantaneously at t=10t=10 and t=30t=30; any vertical guide lines should be dotted.

(c)

解法一

思路

展开

速度始终非负,所以路程等于速度图与时间轴之间的总面积,分成两个三角形和一个长方形。

答题过程

展开

The distance travelled is the area under the velocity–time graph:

s= 12(10)(30)+(30−10)(30) +12(35−30)(30)= 150+600+75= 825 m.\begin{align*} s=&\,\frac12(10)(30)+(30-10)(30)\\ &\,+\frac12(35-30)(30)\\ =&\,150+600+75\\ =&\,\boxed{825\text{ m}}. \end{align*}

(d)

解法一

思路

展开

追及时两车从同一起点出发的位移相等。摩托车到 t=20t=20 时只运动了 1515 秒,不能把运动时间写成 2020 秒。

答题过程

展开

By t=20t=20, the car has travelled

sC=12(10)(30)+(20−10)(30)=450 m.s_C=\frac12(10)(30)+(20-10)(30)=450\text{ m}.

The motorcycle starts from rest at t=5t=5, so it has been moving for 1515 seconds when it catches the car. Its displacement is

sM=12A(15)2.s_M=\frac12A(15)^2.

Equating displacements,

12A(225)=450⟹A=4.\frac12A(225)=450 \quad\Longrightarrow\quad\boxed{A=4}.