物理追及问题

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方法点拨:画过程草图,找出位移关系, 基本公式法,注意刹车不能倒退,当B车减 速停下时,A仍未追上B。
5、(2007全国)甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现: 甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙从起跑后 到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机,需在 接力区前适当的位置标记。在某次练习中,甲在接力区前 s0=13.5m处作了标记,并以v=9m/s的速度跑到此标记时向乙 发出起跑口令,乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好 在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒。已知接力区 的长度为L=20m。求: 2 3m/s (1)此次练习中乙在接棒前的加速度a。 (2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。 6.5m
例1:A火车以v1=20m/s速度匀 速行驶,司机发现前方同轨道 上相距100m处有另一列火车B 正以v2=10m/s速度匀速行驶,A 车立即做加速度大小为a的匀减 速直线运动。要使两车不相撞, a应满足什么条件?
例1:A火车以v1=20m/s速度匀速 行驶,司机发现前方同轨道上 相距 100m 处有另一列火车 B 正以 方法一:公式法 v2=10m/s速度匀速行驶,A车立 即做加速度大小为a的匀减速直 线运动。要使两车不相撞,a应 满足什么条件?
乙车追上甲车可能有两种不同情况:甲 车停止前被追及和甲车停止后被追及。 究竟是哪一种情况,应根据解答结果, 由实际情况判断。 解答:设经时间t 追上。依题意: v甲t + at2/2 + L = v乙t 代入数据解得 t=16s t=-4s(舍去) 甲车刹车的时间 t′= v0 / a =15s
显然,甲车停止后乙再追上甲。 甲车刹车的位移 s甲=v02/2a=152/2=112.5m 乙车的总位移 s乙=s甲+32=144.5m ∴t =s乙/v乙=144.5/9=16.06s 思考:若将32m改为14m,结果如何?
两车恰不相撞的条件是:两车速度 相同时相遇.
由A、B 速度关系:
v1 at v2
1 2 v1t at v2t x0 2
2
由A、B位移关系:
2
(v1 v2 ) (20 10) 2 2 a m/s 0.5m/s 2 x0 2 100
则a 0.5m / s
2
方法二:图象法
at′=6
t′=6s
在这段时间里,人、车的位移分别为: s人=v人t=6×6=36m s车=at′2/2=1×62/2=18m △s=s0+s车-s人=25+18-36=7m
4、在同一平直公路上,A、B两车沿同一方向运 动,当两车相距7m时,A车以速度vA=4m/s做匀速 运动,B车此时以速度vB=10m/s、且在摩擦力作 用下做加速度大小为a=2m/s2的匀减速直线运动, 且B在前A在后,若从此时开始,A车经过多长时 间追上B车? 8s
其图像(抛物线)的顶点纵坐标必为正值,故有
1 4 a 100 (10) 2 2 0 1 4 a 2
则a 0.5m / s
2
方法四、判别式法:
1 2 v1t at v2t x0 2
代入数据得 ∵不相撞
1 2 at 10t 100 0 2
∴△<0
1 100 4 a 100 0 2
追及与相遇——
1、追及与相遇问题的实质: 研究的两物体能否在相同的时刻到达相同的 空间位置的问题。 2、理清三大关系: 速度关系、时间关系、位移关系。 3、巧用一个条件: 两者速度相等。它往往是物体间能否追上或 (两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析 判断的切入点。
追及问题的解题步骤——
1、认真审题、弄清题意。 2、过程分析,画出运动示意图,确定物体在各个 阶段的运动规律。 3、状态分析,找出题中隐含的临界条件,确 定三大关系:时间,位移,速度 注意:速度相等常常是能不能相遇或追及的 关键点,也是极值出现的临界状态 4、选择解题方法,列式求解,讨论结果
答:甲车停止前被追及,t =14s
例 3 车从静止开始以 1m/s2 的加速度前进, 车后相距 s0 为 25m 处,某人同时开始以 6m/s的速度匀速追车,能否追上?如追 不上,求人、车间的最小距离。
S0
v=6m/s a=1m/s2
解析:依题意,人与车运动的时间相等, 设为t,当人追上车时,两者之间的位移 s车+s0= s人 关系为: 即: at2/2 + s0= v人t
方法点拨:画过程草图,找 出位移关系,基本公式法
1 (20 10)t0 100 2
v/ms-1
20 10
t0 20s
20 10 a 0.5 20
A
B
t0Biblioteka ot/s则a 0.5m / s
2
方法三:二次函数极值法
若两车不相撞,其位移关系应为 1 2 v1t at v2t x0 2
代入数据得
1 2 at 10t 100 0 2
则a 0.5m / s
2
例 3 甲车在前以 15m/s 的速度匀速行 驶,乙车在后以9m/s的速度行驶。当 两车相距32m时,甲车开始刹车,加 速度大小为 1m/s2 。问经多少时间乙 车可追上甲车?
分析:画出运动的示意图如图示:
v乙= 9m/s
32m
v甲= 15m/s
a= -1m/s2
追上处
由此方程求解t,若有解,则可追上;若 无解,则不能追上。 代入数据并整理得:t2-12t+50=0 △=b2-4ac=122-4×50×1=-56<0 所以,人追不上车。 在刚开始追车时,由于人的速度大于 车的速度,因此人车间的距离逐渐减小; 当车速大于人的速度时,人车间的距离 逐渐增大。因此,当人车速度相等时, 两者间距离最小。
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