多过程问题和追及相遇问题(学生版)--2024年高考物理一轮复习热点重点难点

多过程问题和追及相遇问题
特训目标特训内容
目标1“上凸”多过程问题(1T-2T)
目标2“下凹”多过程问题(3T-4T)
目标3一维变速追匀速问题(5T-6T)
目标4一维变速追变速问题(7T-8T)
目标5一维匀速追变速问题(9T-10T)
目标6一维避免相撞的问题(11T-12T)
目标7一维多次相遇问题(13T-14T)
目标8二维相遇问题(15T-16T)
【特训典例】
一、“上凸”多过程问题
19月10日，由航空工业自主研制的第二架大型灭火水上救援水陆两栖飞机AG600M“鲲龙”在广东珠海金湾机场完成了首次飞行试验，某次在平直跑道上滑行时，飞机的速度-时间图像如图所示，若减速过程的加速度大小为5m/s2，则()
A.“鲲龙”匀速滑行的位移为1120米
B.由题目所给的条件无法算出t3的数值
C.“鲲龙”在整个滑行过程中的平均速度大小为70m/s
D.“鲲龙”匀加速滑行时和匀减速滑行的加速度大小相等
2为了保证安全现在有很多的高层建筑配备了救生缓降器材，使用时，先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，通过缓降安全着陆。

在某次火灾逃生演练现场中，逃生者从离地面30m高处，利用缓降器材由静止开始匀加速下滑，下降3m时速度达到1.5m/s，然后开始匀速下降，距地面一定高度时开始匀减速下降，到达地面时速度恰好为零，整个过程用时26s。

设逃生者下降过程中悬空不接触墙面在竖直方向上运动，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：
(1)逃生者匀速运动的时间；
(2)逃生者加速下滑和减速下滑时，绳索对人拉力大小的比值。

(可以用分数表示)
二、“下凹”多过程问题
3一小汽车以速度v0在平直轨道上正常行驶，要通过前方一隧道，需提前减速，以速度v0
4匀速通过隧
道后，立即加速到原来的速度v0，小汽车的v-t图像如图所示，则下列说法正确的是()
A.加速阶段与减速阶段的加速度大小之比为1：2
B.加速阶段与减速阶段的位移大小之比为2：1
C.加速阶段与匀速阶段的位移大小之比为1：2
D.小汽车从v0开始减速直至再恢复到v0的过程中通过的路程为21
8
v0t0
4如图所示，我国的高速公路出入口收费站都设有ETC通道和人工收费通道，ETC为电子不停车收费系统。

现有甲、乙两车都以v1=20m/s的速度沿直线朝着收费站正常行驶，两车与收费站距离相同时都开始刹车做匀减速运动。

甲车减速后到达ETC通道口时速度v2=2m/s，然后匀速通过总长度为d的通道，接着再匀加速到速度v3=10m/s时开始正常行驶，已知甲车从开始减速到最后正常行驶过程中的位移为145m，甲车减速和加速过程中的加速度大小均为2m/s2。

乙车过人工收费通道，匀减速后恰好在中心线处停止，经25s缴费成功，再以2m/s2的加速度匀加速运动至速度为v3时开始正常行驶。

求：
(1)收费站通道总长度d；
(2)乙车匀减速运动过程中的加速度大小；
(3)两车从开始刹车到最后开始正常行驶所用时间之差。

三、一维变速追匀速问题
5华为手机的华为分享(Huawei Share)是一种在设备间短距离快速无线传输图片、视频等文件的技术，其传输速160M/s。

现有一同学把两部开启华为分享功能的手机分别固定在两部玩具小车甲、乙上进
行实验。

如图所示甲、乙两车开始时分别处于两条紧挨的平行轨道上的O1、O2两点，沿运动方向初始位置相距d0=1m，某时刻甲车从O1点以速度v甲=1m/s向右做匀速直线运动，乙车从O2点由静止开始以加速度a=0.25m/s2向右做匀加速直线运动。

实验发现两辆车相遇前一直能实现无线传输，两车出发后14s时其传输速度大幅下降，无线传输中断。

求：
(1)甲乙两车相遇前的最大距离：
(2)两部手机能够无线传输的最大距离。

6强行超车是道路交通安全的极大隐患之一，如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车分别以36km/h和57.6km/h的速度在限速90km/h的路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1=5m、货车车身长L2= 8m，某时刻货车在甲车前s=3m处，若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车，加速度大小为2m/s2，假定货车速度保持不变，不计车辆变道和转向的时间及车辆的宽度，求：
(1)甲车在不超速的前提下完成超车的最短时间(结果保留2位小数)；
(2)一般情况下，汽车时速超过限速不到10%的，仅给予警告，不予扣分和罚款。

若甲车开始超车时，看到
道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者车头相距208m，乙车速度为43.2km/h，甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车在不被扣分和罚款的前提下，能否安全超车？若甲车不能安全超车，则乙车至少以多大的加速度减速才能使甲车安全超车？
四、一维变速追变速问题
7如图，一小汽车停在小山坡底部，突然司机发现山坡上距坡底x1=60m处，因地震产生的小泥石流以v0=4m/s的初速度、a1=0.4m/s2的加速度匀加速倾斜而下，泥石流到达坡底后以a2=0.3m/s2的加速度沿水平地面做匀减速直线运动，司机从发现险情到发动汽车共用了t0=2s，设汽车启动后一直以a3=
0.5m/s2的加速度，沿与泥石流的同一直线做匀加速直线运动。

求：
(1)泥石流到达坡底速度的大小；
(2)泥石流与汽车相距的最近距离。

8各种车辆都有自己的最大速度，某货车的最大速度是25m/s，某摩托车的最大速度是20m/s，在一段平直道路的路口，该货车和摩托车并排停在停止线处。

绿灯亮起后两车同时启动，做匀加速直线运动，达到最大速度后做匀速直线运动，两车v-t图像如图所示，则：
(1)两车再次并排前，什么时候相距最远，最远的距离为多少？
(2)两车经过多长时间再次并排？
五、一维匀速追变速问题
95G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相较传统“单车式”无人驾驶，具有革命性演进。

A、B两辆5G自动驾驶测试车，在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A 车的速度大小为v1=16m/s，B车的速度大小为v2=40m/s，如图所示。

当A、B两车相距40m时，B车因前方突发情况紧急刹车(已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动)，加速度大小为4m/s2，从此时开始计时，求：
(1)A车追上B车之前，两者相距的最大距离？
(2)A车追上B车所用的时间？
10如图所示是某一次接力训练。

已知甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持10m/s的速度跑完全程。

设乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，加速度大小为a=3m/s2。

乙在接力区前端听到口令时起跑，在甲、乙相遇时完成交接棒。

在某次练习中，甲以v=10m/s的速度跑到接力区前端S0=14m处向乙发出起跑口令。

已知接力区的长度为L=20m。

(1)假设甲向乙发出口令，2.4s后与乙完成接棒，此过程乙经过位移多大；
(2)在如题此次练习中甲、乙经过多长时间完成交接棒(即相遇)；
(3)为了达到最理想的成绩，则甲应在接力区前端多远时对乙发出起跑口令。

六、一维避免相撞的问题
11如图为A、B两辆小车，B车以v B=15m/s的速度匀速行驶，A车在B车后方以v A=25m/s的速度同向行驶，当两车相距Δx=56m时，A车司机准备超越B车，已知A车加速时加速度大小a A=2m/s2，刹车时加速度大小a'A=5m/s2。

(1)A车最少需要多长时间能追上B车？
(2)若A车和B车在同一直线上运动，A车司机放弃超车，为避免与B车相撞，立即刹车，同时鸣笛发出信
号提示，B车司机加速，B车司机经反应时间t0=0.2s后，立即以a B=4m/s2的加速度加速，判定两车能否
相碰，若不能，求两车的最近距离。

(结果保留一位小数)
12随着人工智能技术的发展，无人驾驶汽车已经成为智能科技的焦点。

基于5G技术的无人驾驶汽
车在“感知”距离汽车80m范围内的紧急情况下的反应时间可以缩短到Δt1=0.2s，刹车时的加速度可以达到8m/s2，而普通驾驶员的正常反应时间为0.7s~1.0s。

某封闭测试公路上某汽车驾驶员和无人驾驶汽车以v=20m/s的相同速度并排匀速行驶，在前方d=50m处突然出现障碍物，该驾驶员开始刹车的反应时间Δt2=0.8s，刹车后两车加速度大小均为a=5m/s2。

(1)判断两车是否撞上障碍物，如果没有撞上，车停下时到障碍物的距离；
(2)若无人汽车正以v1=30m/s的速度在平直公路上行驶，某时刻以v2=20m/s速度行驶的另一汽车突然变
道到同一车道的正前方，此时两车相距15m，无人驾驶汽车“感知”后立即减速，若两车最近时相距9m，求无人汽车减速时的加速度大小。

七、一维多次相遇问题
13如图所示是A、B两物体的速度时间图像，则下列说法错误的是()
A.若A、B两物体0时刻从同一位置开始运动，则以后它们一定能相遇
B.若0时刻A在B的前方某一位置，则以后它们一定不能相遇
C.若0时刻B在A的前面且两者相距60m，则以后它们一定能相遇两次
D.若0时刻B在A的前面且两者相距30m，则以后它们一定能相遇三次
14甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v-t图像如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2(s2>s1)。

初始时，甲车在乙车前方s0处，则()
A.若s0=s1，两车相遇2次
B.若s0=s2，两车相遇1次
C.若s0=s1+s2，两车不会相遇
D.若s0<s1，两车相遇2次
八、二维相遇问题
15如图所示为某城市十字路口道路示意图，道路为双向四车道，每个车道宽度为2.4m。

某自行车从道路左侧车道线沿停车线向右匀速行驶，速率为14. 4km/h，汽车在最右侧车道正中间行驶，速率为54km/h，汽车前端距离停车线20m。

已知汽车的宽度与自行车的长度相等均为1. 8m，汽车的车身长4.
8m。

汽车司机为避免与自行车相撞马上采取刹车制动，最大制动加速度大小为5m/s2.求
(1)汽车的最短刹车距离s m;
(2)请通过计算判断是否能够避免相撞。

16交通规则规定机动车需要礼让行人，即在没有信号灯的路口，一旦行人在斑马线上行走至车道分割线A、B、C处时，机动车车头便不能越过停止线。

如图甲所示，斑马线宽度L1=5m，每个行车道宽度均为L2=3.6m，一行人以v=1.2m/s的速度匀速从A向B通过斑马线。

某时刻，行人到达对向车道中间分割线M处，此时长D=5m的轿车到停止线的距离L3=40m且以v1=12m/s的速度行驶在快车道上；同时与轿车齐头并排行驶的另一长度也为D的卡车以v2=10m/s的速度行驶在慢车道上。

图乙为载有货箱的卡车侧视图，货箱与车厢之间的动摩擦因数μ=0.4，货箱到车头、车尾的间距分别为d1、d2。

在保证安全的情况下，人到达B处之前，司机可选择做匀加速直线运动使车身全部穿过斑马线或者选择使车头到达停止线前做匀减速直线运动至速度为0。

重力加速度g取10m/s2。

(1)若轿车司机选择匀加速通过，求轿车加速度的最小值；
(2)若卡车司机选择以最小加速度匀加速通过，且卡车车身全部穿过斑马线后立即匀速运动，为保证货箱不与车尾的后挡板相撞，则d2的最小值为多少？
(3)若d1=2.5m，卡车司机选择做匀减速运动，要保证不违反交通规则，且货箱不撞到车头，则卡车刹车时
加速度大小需要满足的条件。