运动学图象追及和相遇问题
追及、相遇问题和运动图象
( 2) 乙车追上甲车所用的时间。
=20 s, 思路引导: ①分析甲、乙两车的运动情况 , 明确两个问题: a
v
甲
a.两车相距最大距离时速度满足的条件是什么 ? v 甲 10 tb. : s = t = ×20 m=100 m, 1 时间内 甲 1 求乙车追上甲车所用时间的方法是什么 ? 2 2
s 乙 =v 乙 t1=4×20 m=80 m, s -s 甲 乙 20 此后乙车运动时间:t2= = s=5 s, v 4 乙
的加速度刹车 , 从甲车刹车开始计时, 求: 解得:t=12 s, 1 2 1 2 此时甲、乙间的距离为 Δs=v 甲 t- at -v 乙 t=10×12 m- ×0.5×12 m- 4×12 m=36 m 。 ( 1) 乙车在追上甲车前 , 两车相距的最大距离。 2 2
( 2) 设甲车减速到零所需时间为 t1,则有:t1=
最近。
-8一 二
3.相遇问题的常见情况 ( 1) 同向运动的两物体追及即相遇。 ( 2) 相向运动的物体, 当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体的 距离时即相遇。
基础自测
1
2
3
4
1. 请判断下列表述是否正确, 对不正确的表述, 请说明原因。 ( 1) s t图像是物体的运动轨迹。( ) ( 2) s t图像是一条直线, 说明物体一定做匀速直线运动。( ) ( 3) v t图像是一条平行于 t轴的直线, 说明物体做匀速直线运动。( ) ( 4) s t图像与时间轴围成的面积表示物体运动的路程。( ) ( 5) 两条 v t图像的交点表示两个物体相遇。( ) ( 6) 两条 s t图像的交点表示两个物体相遇。( ) ( 7) 相向运动的物体各自发生的位移大小之和等于开始时二者之距时即相 遇。( )
2运动学图像 、追及、相遇问题(解析版)
2运动学图像、追及、相遇问题(解析版)－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－运动学图像追及、相遇问题一运动图象的理解1．运动学图象主要有x－t、v－t、a－t图象，应用图象解题时主要看图象中的“轴”“线”“斜率”“点”“面积”“截距”六要素：2.图象问题常见的是x－t和v－t图象，在处理特殊图象的相关问题时，可以把处理常见图象的思想以及方法加以迁移，通过物理情境遵循的规律，从图象中提取有用的信息，根据相应的物理规律或物理公式解答相关问题．处理图象问题可参考如下操作流程：3.x －t 图象、v －t 图象、a －t 图象是如何描述物体的运动性质的x －t 图象中，若图线平行于横轴，表示物体静止，若图线是一条倾斜的直线，则表示物体做匀速直线运动，图线的斜率表示速度；v －t 图象中，若图线平行于横轴，表示物体做匀速直线运动，若图线是一条倾斜的直线，则表示物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度；a －t 图象中，若图线平行于横轴，表示物体做匀变速直线运动，若图线与横轴重合，则表示物体做匀速直线运动．4.关于运动图象的三点提醒(1)x -t 图象、v -t 图象都不是物体运动的轨迹，图象中各点的坐标值x 、v 与t 一一对应．(2)x -t 图象、v -t 图象的形状由x 与t 、v 与t 的函数关系决定．(3)无论是x -t 图象还是v -t 图象，所描述的运动都是直线运动．（一）图像的理解位移图象的基本性质(1)横坐标代表时刻，而纵坐标代表物体所在的位置，纵坐标不变即物体保持静止状态；(2)位移图象描述的是物体位移随时间变化的规律，不是物体的运动轨迹，斜率等于物体运动的速度，斜率的正负表示速度的方向，质点通过的位移等于x 的变化量Δx .【例1】(多选)(2019·南京师大附中模拟)如图所示为一个质点运动的位移x 随时间t 变化的图象，由此可知质点在0～4 s 内( )A ．先沿x 轴正方向运动，后沿x 轴负方向运动B ．一直做匀变速运动C ．t ＝2 s 时速度一定最大D ．速率为5 m/s的时刻有两个t x感谢阅读，欢迎大家下载使用！。
运动学图象、追及相遇问题运动学图象的理解和应用
运动学图象、追及相遇问题运动学图象的理解和应用1．x－t图象(1)物理意义：反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律．(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小．②切线斜率的正负表示物体速度的方向．(3)两种特殊的x－t图象①匀速直线运动的x－t图象是一条倾斜的直线．②若x－t图象是一条平行于时间轴的直线，则表示物体处于静止状态．2．v－t图象(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律．(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体加速度的大小．②图线上某点切线的斜率的正负表示物体加速度的方向．(3)两种特殊的v－t图象①匀速直线运动的v－t图象是与横轴平行的直线．②匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线．(4)图线与时间轴围成的面积的意义①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小．②此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正方向；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向．3．a－t图象(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的加速度随时间变化的规律．(2)图象斜率的意义：图线上某点切线的斜率表示该点加速度的变化率．(3)包围面积的意义：图象和时间轴所围的面积，表示物体的速度变化量．1．[位移图象的理解](2015·广东理综·13)甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1小时内的位移—时间图象如图1所示，下列表述正确的是()A．0.2～0.5小时内，甲的加速度比乙的大B．0.2～0.5小时内，甲的速度比乙的大C．0.6～0.8小时内，甲的位移比乙的小D．0.8小时内，甲、乙骑行的路程相等2．[速度图象的理解](2014·天津理综·1)质点做直线运动的速度—时间图象如图所示，该质点( )A ．在第1秒末速度方向发生了改变B ．在第2秒末加速度方向发生了改变C ．在第2秒内发生的位移为零D ．第3秒末和第5秒末的位置相同3．[两类图象的比较]如图所示的位移－时间(x －t )图象和速度－时间(v －t )图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是( )A ．甲车做直线运动，乙车做曲线运动B ．0～t 1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C ．0～t 2时间内，丙、丁两车在t 2时刻相距最远D ．0～t 2时间内，丙、丁两车的平均速度相等4．[速度图象的应用](2014·新课标Ⅱ·14)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶．在t ＝0到t ＝t 1的时间内，它们的v －t 图象如图所示．在这段时间内( )A ．汽车甲的平均速度比乙的大B ．汽车乙的平均速度等于v 1＋v 22C ．甲、乙两汽车的位移相同D ．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大1．答案 B 解析 位移－时间图象的斜率绝对值反映速度大小，在0.2～0.5小时内，甲、乙均做匀速直线运动，加速度为0，甲图象斜率大于乙图象，说明甲的速度大于乙的速度，故A 错误，B 正确；由位移－时间图象可以看出在0.6～0.8小时内甲的位移比乙的大，故C 错误；由位移－时间图象看出在t ＝0.5小时时，甲在s ＝10 km 处，而乙在s ＝8 km 处，进一步得出在0.8小时内甲的路程比乙的大，故D 错误．2．答案 D 解析 A ．在第1秒末质点的加速度方向发生改变，速度方向未改变，A 错误．B ．在第2秒末质点的速度方向发生改变，加速度方向未改变，B 错误．C ．在第2秒内质点一直沿正方向运动，位移不为零，C 错误．D ．从第3秒末到第5秒末质点的位移为零，故两时刻质点的位置相同，D 正确．3．答案 C 解析 在x －t 图象中表示的是做直线运动的物体的位移随时间的变化情况，而不是物体运动的轨迹．由于甲、乙两车在0～t 1时间内做单向的直线运动，故在这段时间内两车通过的位移和路程均相等，A 、B 选项均错．在v －t 图象中，t 2时刻丙、丁速度相等．故两者相距最远，C 选项正确．由图线可知，0～t 2时间内丙的位移小于丁的位移，故丙的平均速度小于丁的平均速度，D 选项错误．4．答案 A 解析 由v －t 图象知，在0～t 1时间内，甲的位移大于乙的位移，C 错误．由v ＝x t 知，甲的平均速度比乙的大，故A 正确．如图所示，汽车乙的v－t 图象中，实线与坐标轴所围的面积小于上方虚线与坐标轴所围的面积，故汽车乙的平均速度小于v 1＋v 22，B 错误．v －t 图象中的斜率表示加速度，甲、乙图线上各点切线斜率的绝对值均逐渐减小，故加速度的大小都逐渐减小，D 错误．图象问题的三个提醒1．x－t图象、v－t图象都不是物体运动的轨迹，图象中各点的坐标值x、v与t一一对应．2．x－t图象、v－t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定．3．无论是x－t图象还是v－t图象，所描述的运动情况都是直线运动．追及与相遇问题1．分析技巧：可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”．(1)一个临界条件：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，也是分析判断问题的切入点；(2)两个等量关系：时间关系和位移关系，通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口．2．能否追上的判断方法物体B追赶物体A：开始时，两个物体相距x0.若v A＝v B时，x A＋x0<x B，则能追上；若v A＝v B时，x A＋x0＝x B，则恰好不相撞；若v A＝v B时，x A＋x0>x B，则不能追上．3．若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意判断追上前该物体是否已经停止运动．[思维深化]如果是做匀减速运动的物体A追匀速运动的物体B，当v A＝v B时，A、B相遇的情况有哪几种情形？答案(1)若已超越则相遇两次．(2)若恰好追上，则相遇一次．(3)若没追上，则无法相遇．5．[对追及和相遇的理解](多选)如图5所示，A、B两物体从同一点开始运动，从A、B两物体的位移图象可知下述说法中正确的是()A．A、B两物体同时自同一位置向同一方向运动B．A、B两物体自同一位置向同一方向运动，B比A晚出发2 sC．A、B两物体速度大小均为10 m/sD．A、B两物体在A出发后4 s时距原点20 m处相遇6．[对追及和相遇的理解]如图所示，为三个运动物体的v－t图象，其中A、B两物体是从不同地点出发，A、C是从同一地点出发，则以下说法正确的是()A．A、C两物体的运动方向相反B．t＝4 s时，A、B两物体相遇C．t＝4 s时，A、C两物体相遇D．t＝2 s时，A、B两物体相距最远5．答案BD 解析由x－t图象可知，A、B两物体自同一位置向同一方向运动，且B比A晚出发2 s，图象中直线的斜率大小表示做匀速直线运动的速度大小，由x－t图象可知，B 物体的运动速度大小比A 物体的运动速度大小要大，A 、B 两直线的交点的物理意义表示相遇，交点的坐标表示相遇的时刻和相遇的位置，故A 、B 两物体在A 物体出发后4 s 时相遇．相遇位置距原点20 m ，综上所述，B 、D 选项正确．6．答案 C 解析 在t ＝4 s 之前，A 、B 、C 物体开始阶段速度方向均为正，方向相同；当t ＝4 s 时，A 、B 两物体发生的位移相同，但由于两物体不是同地出发，因此此时两者并没有相遇，而A 、C 两物体是同时同地出发，此时两者的位移也相等，故此时两物体相遇；当t ＝2 s 时，A 、B 两物体的速度相同，此时应当为两者之间距离的一个极值，但由于初始状态不清，没有明确A 、B 谁在前，故有“相距最远”和“相距最近”两种可能，因此D 错．追及与相遇问题的类型及解题思路1．相遇问题的两类情况(1)同向运动的两物体追及即相遇，各自位移之差等于开始时两物体之间的距离．(2)相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇．2．追及问题涉及两个不同物体的运动关系，分析时要紧抓“一个图三个关系式”，即：过程示意图或v －t 图象，速度关系式、时间关系式和位移关系式．同时要关注题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等．7．[速度大者追速度小者]在一大雾天，一辆小汽车以30 m/s 的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30 m 处有一辆大卡车以10 m/s 的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵．如图7a 、b 分别为小汽车和大卡车的v －t 图线，以下说法正确的是( )A ．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾B ．在t ＝5 s 时追尾C ．在t ＝3 s 时追尾D ．由于初始距离太近，即使刹车不失灵也会追尾8．[速度大者追速度小者]甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶，甲车在前，速度为v 1＝8 m/s ，乙车在后，速度为v 2＝16 m/s ，当两车相距x 0＝8 m 时，甲车因故开始刹车，加速度大小为a 1＝2 m/s 2，为避免相撞，乙车立即开始刹车，则乙车的加速度至少为多大？7．答案 C 解析 由v －t 图象可知，小汽车刹车失灵前做匀减速运动，刹车失灵后加速度减小但仍做匀减速运动，大卡车一直做匀速运动，5 s 时两车速度相等，此时两者位移差为x 小汽车－x 大卡车＝12×(10＋20)×1 m＋12×4×10 m＝35 m>30 m ，所以在t ＝5 s 前已追尾，A 、B 错误；t ＝3 s 时，由图象知小汽车的位移为x 1＝30＋202×1 m＋20＋20＋1022×2 m＝60 m ，大卡车的位移为30 m ，它们的位移差为30 m ，所以t ＝3 s 时追尾，C 正确；如果刹车过程中刹车不失灵，由图可知，刹车的加速度大小为a ＝10 m/s 2，速度相等时，时间t ＝30－1010 s ＝2 s ，小汽车的位移为x 2＝30×2 m－12×10×22 m ＝40 m ，大卡车的位移为20 m ，它们的位移差为20 m ，所以不会发生追尾，D 错误．8．答案 见解析解析 方法一：临界法 两车速度相同均为v 时，设所用时间为t ，乙车的加速度为a 2，则v 1－a 1t ＝v 2－a 2t ＝v ，v 1＋v 2t ＝v 2＋v 2t －x 0，解得t ＝2 s ，a 2＝6 m/s 2，即t ＝2 s 时，两车恰好未相撞，显然此后在停止运动前，甲的速度始终大于乙的速度，故可避免相撞．满足题意的条件为乙车的加速度至少为6 m/s 2.方法二：函数法 甲、乙运动的位移：x 甲＝v 1t －12a 1t 2 x 乙＝v 2t －12a 2t 2 避免相撞的条件为x 乙－x 甲<x 0 即12(a 2－a 1)t 2＋(v 1－v 2)t ＋x 0>0 代入数据有(a 2－2)t 2－16t ＋16>0不等式成立的条件是：Δ＝162－4×16(a 2－2)<0，且a 2－2>0 解得a 2>6 m/s 2速度大者减速追速度小者(匀速)的结论1．两者速度相等时，追者位移仍小于被追者位移与初始间距之和，则永远追不上，此时二者间有最小距离．2．若速度相等时，追者位移恰等于被追者位移与初始间距之和，则刚好追上，也是二者相遇时避免碰撞的临界条件．3．若相遇时追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还能再一次追上追者．9．[速度小者追速度大者]甲、乙两车在平直公路上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方L 1＝11 m 处，乙车速度v 乙＝60 m/s ，甲车速度v 甲＝50 m/s ，此时乙车离终点尚有L 2＝600 m ，如图所示．若甲车加速运动，加速度a ＝2 m/s 2，乙车速度不变，不计车长．求：(1)经过多长时间甲、乙两车间距离最大，最大距离是多少？(2)到达终点时甲车能否超过乙车？9．答案 (1)5 s 36 m (2)不能解析 (1)当甲、乙两车速度相等时，两车间距最大，即v 甲＋at 1＝v 乙，得 t 1＝v 乙－v 甲a ＝60－502 s ＝5 s 甲车位移x 甲＝v 甲t 1＋12at 21＝275 m 乙车位移x 乙＝v 乙t 1＝60×5 m＝300 m 此时两车间距离Δx ＝x 乙＋L 1－x 甲＝36 m(2)甲车追上乙车时，位移关系x 甲′＝x 乙′＋L 1甲车位移x 甲′＝v 甲t 2＋12at 22 乙车位移x 乙′＝v 乙t 2 将x 甲′、x 乙′代入位移关系，得 v 甲t 2＋12at 22＝v 乙t 2＋L 1 代入数值并整理得t 22－10t 2－11＝0， 解得t 2＝－1 s(舍去)或t 2＝11 s此时乙车位移x 乙′＝v 乙t 2＝660 m因x 乙′>L 2，故乙车已冲过终点线，即到达终点时甲车不能追上乙车．速度小者加速追速度大者(匀速)的结论1．当二者速度相等时二者间有最大距离．2．当追者位移等于被追者位移与初始间距之和时，二者相遇．1．一个质点沿x 轴做匀加速直线运动．其位移－时间图象如图9所示，则下列说法正确的是( )A ．该质点的加速度大小为2 m/s 2B ．该质点在t ＝1 s 时的速度大小为2 m/sC ．该质点在t ＝0到t ＝2 s 时间内的位移大小为6 mD ．该质点在t ＝0时速度为零2．亚丁湾索马里海域六艘海盗快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船，中国特战队员发射爆震弹成功将其驱离．假如其中一艘海盗快艇在海面上运动的v －t图象如图所示，设运动过程中海盗快艇所受阻力不变．则下列说法正确的是( )A ．海盗快艇在0～66 s 内从静止出发做加速度增大的加速直线运动B ．海盗快艇在96 s 末开始调头逃离C ．海盗快艇在66 s 末离商船最近D ．海盗快艇在96～116 s 内做匀减速直线运动3．如图所示，Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v－t 图线，根据图线可以判断( )A ．甲、乙两小球做的是初速度方向相反的匀变速直线运动，加速度大小相同、方向相同 B ．两球在t ＝8 s 时相距最远C ．两球在t ＝2 s 时刻速度相等D ．两球在t ＝8 s 相遇4．酒后驾驶严重威胁公众交通安全，若将驾驶员从视觉感知前方危险到汽车开始制动的时间称为反应时间，将反应时间和制动时间内汽车行驶的总距离称为感知制动距离．科学研究发现，反应时间和感知制动距离在驾驶员饮酒前后会发生明显变化．一驾驶员正常驾车和酒后驾车时，感知前方危险后汽车运动v －t 图线分别如图12甲、乙所示．求：(1)正常驾驶时的感知制动距离x ；(2)酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加的距离Δx .5．如图所示，直线MN 表示一条平直公路，甲、乙两辆汽车原来停在A 、B 两处，A 、B 间的距离为85 m ，现甲车先开始向右做匀加速直线运动，加速度a 1＝2.5 m/s 2，甲车运动6 s 时，乙车立即开始向右做匀加速直线运动，加速度a 2＝5 m/s 2，求两辆汽车相遇处距A 处的距离．1．答案 D 解析 质点做匀加速直线运动，设t ＝0时质点的速度为v 0，加速度为a ，由图象知t 1＝1 s时，x 1＝2 m ；t 2＝2 s 时，x 2＝8 m ，利用公式x ＝v 0t ＋12at 2得x 1＝v 0t 1＋12at 21，x 2＝v 0t 2＋12at 22，代入数据解得a ＝4 m/s 2，v 0＝0，t ＝1 s 时的速度大小为4 m/s ，故只有D 正确．2．答案 B 解析 在0～66 s 内图象的斜率越来越小，加速度越来越小，故海盗快艇做加速度减小的加速运动，A 错误；海盗快艇在96 s 末，速度由正变负，即改变运动的方向，开始掉头逃跑，此时海盗快艇离商船最近，B 正确，C 错误；海盗快艇在96～116 s 内，沿反方向做匀加速运动，D 错误．3．答案 D4．答案 (1)75 m (2)30 m解析 (1)设驾驶员饮酒前、后的反应时间分别为t 1、t 2，由图线可得：t 1＝0.5 s ，t 2＝1.5 s 汽车减速时间为t 3＝4.0 s ，初速度v 0＝30 m/s由图线可得x ＝v 0t 1＋v 0＋02t 3 解得x ＝75 m. (2)Δx ＝v 0(t 2－t 1)＝30×(1.5－0.5) m ＝30 m.5．答案 125 m 或245 m解析 甲车运动6 s 的位移为x 0＝12a 1t 20＝45 m ，尚未追上乙车，设此后经过时间t 与乙车相遇，则有：12a 1(t ＋t 0)2＝12a 2t 2＋85 将上式代入数据并展开整理得t 2－12t ＋32＝0. 解得t 1＝4 s ，t 2＝8 s. t 1、t 2都有意义，t 1＝4 s 时，甲车追上乙车； t 2＝8 s 时，乙车追上甲车再次相遇．第一次相遇地点距A 的距离 x 1＝12a 1(t 1＋t 0)2＝125 m. 第二次相遇地点距A 的距离 x 2＝12a 1(t 2＋t 0)2＝245 m. 的距离为x min ＝x 0＋x 乙－x 甲＝4 m.。
第三节--运动图像-追和和相遇问题
t /s x/m αO o 1t 0v αtv 第三节 运动图像 追及和相遇问题一、位移时间（x －t ）图象1．x －t 图象的意义(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律．(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体 ．②图线上某点切线的斜率的正负表示物体 ． 2．两种特殊的x －t 图象 (1)匀速直线运动的x －t 图象是一条过原点的直线．(2)若x －t 图象是一条平行于时间轴的直线，则表示物体处于 状态．二、v －t 图象1．v －t 图象的意义(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律． (2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的 ．②图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向． (3)图象与坐标轴围成的“面积”的意义①图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的 ．②若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为 ；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为2．常见的两种图象形式(1)匀速直线运动的v －t 图象是与横轴平行的直线．(2)匀变速直线运动的v －t 图象是一条倾斜的直线。
【总结】1.x －t 图象和v －t 图象2、运动图象的分析与x －t 图象 v －t 图象 ①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度v)； ②表示物体静止； ③表示物体向反方向做匀速直线运动； ④交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位移； ⑤t1时刻物体位移为s1(图中阴影部分的面积没有意义) ①表示物体做匀加速直线运动(斜率k ＝tanα表示 加速度a)； ②表示物体做匀速直线运动； ③表示物体做匀减速直线运动； ④交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度； ⑤t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表示质点①在0～t1时间内的位移)运用运动学图象主要有x－t图象和v－t图象，运用运动学图象解题可总结为六看：一看“轴”，二看“线”，三看“斜率”，四看“面积”，五看“截距”，六看“特殊点”．1．一看“轴”：先要看清两轴所代表的物理量，即图象是描述哪两个物理量之间的关系．2．二看“线”：图象表示研究对象的变化过程和规律．在v－t图象和x－t图象中倾斜的直线分别表示物体的速度和位移随时间变化的运动情况．3．三看“斜率”：斜率表示纵、横坐标轴上两个物理量的比值，常用一个重要的物理量与之对应，用于定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢．x－t图象中斜率表示运动物体的速度的大小和方向．v－t图象中斜率表示运动物体的加速度的大小和方向．4．四看“面积”：即图象和坐标轴所围的面积，也往往代表一个物理量，这要看两物理量的乘积有无意义．如v和t的乘积vt＝x，有意义，所以v－t图与横轴所围“面积”表示位移，x－t图象与横轴所围面积无意义．5．五看“截距”：截距一般表示物理过程的初始情况，如t＝0时的位移或速度．6．六看“特殊点”：如交点、拐点(转折点)等．如x－t图象的交点表示两质点相遇，但v－t图象的交点只表示速度相等．【典例分类练习】一、位移时间（x－t）图象1、如图是A、B两个质点做直线运动的位移－时间图线：(1)当t＝t1时，A、B两质点的加速度都大于零；(2)当t＝t1时，两质点相遇；(3)当t＝t1时，两质点的速度相等；(4)在运动过程中，A质点总比B质点快．以上描述中正确的是A．(1)(4)B．(2)(3)C．(2)(4) D．(4)2、如图所示的位移(x)－时间(t)图象和速度(v)－时间(t)图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动B．0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C．0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远D．0～t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等3、(2011年淮南模拟)甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的x－t图象如图所示，则下列说法正确的是()A．t1时刻乙车从后面追上甲车B．t1时刻两车相距最远C．t1时刻两车的速度刚好相等D．0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度4、(2009年高考山东卷)某物体做直线运动的v－t图象如图所示，据此判断四个选项中正确的是(F：受力；x：位移)()5、（2013年新课标1）如图，直线a和曲线b分别是在平直公路上形式的汽车a和b的位置一时间（x-t）图线，由图可知，a车追上b车A.在时刻tB.在时刻t2，a、b两车运动方向相反C.在t1到t2这段时间内，b车的速率先减少后增加D.在t1到t2这段时间内，b车的速率一直不a车大二、速度-时间（v－t）图象1、(2009年高考广东卷)如图是甲、乙两物体做直线运动的v－t图象，下列表述正确的是()A．乙做匀加速直线运动B．0～1 s内甲和乙的位移相等C．甲和乙的加速度方向相同D．甲的加速度比乙的小2.(2010年高考上海卷改编)如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的v－t图象．由图可知下列说法不正确的是()A．在t时刻两个质点在同一位置B．在t时刻两个质点速度相等C．在0～t时间内质点B比质点A位移大D．在0～t时间内合外力对两个质点做功相等3．(2010年高考天津卷)质点做直线运动的v－t图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8 s内平均速度的大小和方向分别为()A．0.25 m/s向右B．0.25 m/s向左C．1 m/s向右D．1 m/s向左4、t＝0时，甲、乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶，它们的v－t图象如图所示．忽略汽车掉头所需时间．下列对汽车运动状况的描述正确的是A．在第1小时末，乙车改变运动方向B．在第2小时末，甲、乙两车相距10 kmC．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大D．在第4小时末，甲、乙两车相遇5、（2013年新课标1）2012年11曰，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。
运动图像 追及和相遇问题
第三节 运动图像 追及和相遇问题【考点知识梳理】一、匀速直线运动的s t -图象s t -图象表示运动的位移随时间的变化规律。
匀速直 线运动的s t -图象，是一条倾斜的直线。
速度的大小在数值上等于图象的斜率，即α=∆∆=tan tsv ，如右图 所示。
二、直线运动的v t -图象v t -图象表示运动的速度随时间的变化规律。
v t -图象表示的规律是：给出v 、t 的对应关系，即若给定时间t ，则可从图上找出相应的速度v ，反之亦然。
1. 匀速直线运动的v t -图象（1）匀速直线运动的v t -图象是与横轴平行的直线。
（2）从图象不仅可以看出速度的大小，而且可以求出位移（图象与两坐标轴所围图形的面积） 2. 匀变速直线运动的v t -图象（1）匀变速直线运动的v t -图象是一条倾斜直线（如下图示）（2）直线斜率的大小等于加速度的大小，即tva ∆∆=，斜率越大，加速度也越大，反之 则越小（3）若直线的斜率大于零，则加速度大于零，表示匀加速运动；若直线的斜率小于零，则加速度也小于零，表示匀减速运动。
)s /m (v /t s0 o1t 0vαtvt /s S /mαO三、s －t 图象和v －t 图象s －t 图象v －t 图象①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度v)；②表示物体静止；③表示物体向反方向做匀速直线运动；④交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位移；⑤t1时刻物体位移为s1(图中阴影部分的面积没有意义)①表示物体做匀加速直线运动(斜率k ＝tan α表示加速度a)；②表示物体做匀速直线运动；③表示物体做匀减速直线运动；④交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度；⑤t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表示质点①在0～t1时间内的位移)四、追及和相遇问题两物体在同一直线上追及、相遇或避免碰撞问题中的条件是：两物体能否同时到达空间某位置。
因此应分别对两物体研究，列出位移方程，然后利用时间关系、速度关系、位移关系而解出。
第3讲运动的图象追及和相遇问题
第3讲运动的图象追及和相遇问题一、直线运动的图象1．直线运动的x－t图象(1)物理意义：反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律。
(2)斜率的意义：图线上某点切线斜率的大小表示物体此时速度的大小，斜率正负表示物体速度的方向。
2．直线运动的v－t图象(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。
(2)斜率的意义：图线上某点切线斜率的大小表示物体此时加速度的大小，斜率正负表示物体加速度的方向。
(3)“面积”的意义①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移。
②若面积在时间轴的上方，表示位移方向为正方向；若面积在时间轴的下方，表示位移方向为负方向。
二、追及和相遇问题1．追及问题的两类情况(1)若后者能追上前者，追上时，两者处于同一位置，且后者速度一定不小于前者速度。
(2)若后者追不上前者，则当后者速度与前者速度相等时，两者相距最近。
2．相遇问题相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)1．无论是x－t图象还是v－t图象都只能描述直线运动。
(√) 2．x－t图象表示物体的运动轨迹，v－t图象不能表示物体的运动轨迹。
(×)3．同一坐标系中的两条v－t图线的交点表示两物体相遇。
(×)4．两物体同向运动恰好不相碰，则两物体相遇时速度相等。
(√)5．两个物体在追及过程中，物体之间的距离总是逐渐减小。
(×)1．(x－t图象)甲、乙两车在同一条直道上行驶，它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示。
已知乙车做匀变速直线运动，其图象与t轴相切于10 s处。
则下列说法正确的是()A．甲车的初速度为零B．乙车的初位置在x0＝100 m处C．乙车的加速度大小为2．5 m/s2D．5 s时两车相遇，此时甲车速度较大解析由题图可知甲车做匀速直线运动，速度v甲＝ΔxΔt＝255m/s＝5 m/s，A项错误；由题图可知乙车做匀减速直线运动，可看做是反方向的匀加速直线运动，则有x＝12at2，当其反向运动5 s时，位移为25 m，代入解得加速度大小a＝2 m/s2，因其共运动了10 s，可得x0＝12×2×102 m＝100 m，B项正确，C项错误；t＝5 s时，两车相遇，但甲车速度v甲＝5 m/s，小于乙车速度v 乙＝10 m/s，D项错误。
第一章第2讲运动图像追与相遇问题
关于以下表格的说明: ①表中的Δx是开始追及以后,后面物体因速度大而比前面物体 多运动的位移; ②x0是开始追及以前两物体之间的距离; ③t2-t0=t0-t1; ④v1是前面物体的速度,v2是后面物体的速度.
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
aT
2＝24m
T 4s v汽 aT 12m / s
方法四：相对运动法
选自行车为参照物，则从开始运动到两车相距最远这段过程中，
以汽车相对地面的运动方向为正方向，汽车相对此参照物的各个
物理对量汽的车分由别公为：式v0=-v6tm/s，v0a=3amt /s2，vt=0
t vt v0 0 (6) s 2s
10
o
t0
B t/s
方法三：二次函数极值法
若两车不相撞，其位移关系应为 v1t
代入数据得 1 at 2 10t 100 0
1 2
at 2
v2t
x0
2
其图像(抛物线)的顶点纵坐 标必为正值,故有
4 1 a 100 (10)2
2
0Leabharlann 4 1 a2则a 0.5m / s2
或列方程 ∵不相撞
v1t
多大?汽车运动的位移又是多大？
v自T
1 2
aT 2
T 2v自 4s a
v汽 aT 12m / s
x汽
1 2
aT
2＝24m
方法二：图象法
解：画出自行车和汽车的速度-时间图线，自行车的位移x自等于 其图线与时间轴围成的矩形的面积，而汽车的位移x汽则等于其 图线与时间轴围成的三角形的面积。两车之间的距离则等于图
x汽
第3课运动的图像追及和相遇问题
第3课运动的图像追及和相遇问题一、追及问题1、追及问题中两者速度大小与两者距离变化的关系。
甲物体追赶前方的乙物体，若甲的速度大于乙的速度，则两者之间的距离。
若甲的速度小于乙的速度，则两者之间的距离。
若一段时间内两者速度相等，则两者之间的距离。
2、追及问题的特征及处理方法：“追及”主要条件是：两个物体在追赶过程中处在同一位置，常见的情形有三种：⑴初速度为零的匀加速运动的物体甲追赶同方向的匀速运动的物体乙，一定能追上，追上前有最大距离的条件：两物体速。
度，即v v乙甲⑵匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙，存在一个能否追上的问题。
判断方法是：假定速度相等，从位置关系判断。
①若甲乙速度相等时，甲的位置在乙的后方，则追不上，此时两者之间的距离最小。
②若甲乙速度相等时，甲的位置在乙的前方，则追上。
③若甲乙速度相等时，甲乙处于同一位置，则恰好追上，为临界状态。
⑶匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时，情形跟⑵类似。
3、分析追及问题的注意点：⑴要抓住一个条件，两个关系：一个条件是两物体的速度满足的临界条件，如两物体距离最大、最小，恰好追上或恰好追不上等。
两个关系是时间关系和位移关系，通过画草图找两物体的位移关系是解题的突破口。
⑵若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否已经停止运动。
二、相遇⑴同向运动的两物体的相遇问题即追及问题，分析同上。
⑵相向运动的物体，当各自发生的位移绝对值的和等于开始时两物体间的距离时即相遇。
【例】甲车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，乙车以4m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动，甲车经过乙车旁边时开始以0.5m/s2的加速度刹车，从甲车刹车开始计时，求：(1)乙车在追上甲车前，两车相距的最大距离；(2)乙车追上甲车所用的时间．[解析]解法一：解析法(1)当甲车速度减至等于乙车速度时两车的距离最大，设该减速过程时间为t，则v乙＝v甲－at，解得t＝12s，此时甲、乙间距离为Δx＝v甲t－12at2－v乙t＝10×12m－12×0.5×122m－4×12m＝36m.解法二：图象法作出两车运动的v－t图象如图1－3－7所示．图1－3－7例题：如图,A、B两物体相距S=7米,A正以V1=4米/秒的速度向右做匀速直线运动,而物体B此时速度V2=10米/秒,方向向右,做匀减速直线运动(不能返回),加速度大小a=2米/秒2,从图示位置开始计时,经多少时间A追上B.V例题：为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某高速公路的最高限速v＝120km／h．假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t＝0.50s．刹车时汽车的加速度为a=4m／s2．该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少？(取重力加速度g=10m／s2．)例题A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶．当B车在A车前84m处时，B车速度为4m/s，且正以2m/s2的加速度做匀加速运动，经过一段时间后，B车加速度突然变为零．A车一直以20m/s的速度做匀速运动．经过12s后两车相遇．问B车加速行驶的时间是多少？例．在十字路口，汽车以20.5m s的加速度从停车线启动做匀加速运动，恰好有一辆自行车以5m s的速度匀速驶过停车线与汽车同方向行驶，求：（1）什么时候它们相距最远？最远距离是多少？（2）在什么地方汽车追上自行车？追到时汽车的速度是多大？例．火车以速度1v 匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距S 处有另一列火车沿同方向以速度2v （对地、且12v v >）做匀速运动，司机立即以加速度a 紧急刹车，要使两车不相撞，a 应满足什么条件？a>()2122v v s－例题：客车以20m/s 的速度行驶，突然发现同轨前方120m 处有一列货车正以6m/s 的速度同向匀速前进，于是客车紧急刹车，刹车引起的加速度大小为0.8m/s 2，问两车是否相撞？例题：一辆摩托车行驶的最大速度为30m/s。
运动图像 追及与相遇问题
追及和相遇问题
一、x－t 图象 1．图象的意义 反映了做直线运动的物体 位移随时间变化 的规律． 2．两种特殊图象 (1)x－t 图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于
静止 状态．
(2)x－t 图象是一条倾斜直线，说明物体处于匀速直线运动 状态．
3．图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”的意义 (1)点：两图线 交点 ，说明两物体相遇． (2)线：表示研究对象的变化过程和规律． (3)斜率：x－t 图象的斜率表示 速度 的大小及方向． (4)截距：纵轴截距表示 t＝0 时刻的初始 位移 ，横轴截距 表示位移为零的时刻．
3．判别式法：设相遇时间为 t，根据条件列方程，得到关 于 t 的一元二次方程，用判别式进行讨论，若 Δ>0，即有两个 解， 说明可能相遇两次； 若 Δ＝0， 说明刚好追上或相遇； 若 Δ<0， 说明追不上或不能相遇． 4． 图象法： 将两者的速度－时间图象在同一坐标系中画出， 然后利用图象求解．
[解析]
依题意作出物体的v－t图象，如右图所示．图线
下方所围成的面积表示物体的位移，由几何知识知图线②、 ③不满足AB＝BC.只能是①这种情况．因为斜率表示加速度， 所以a1<a2，选项C正确． [答案] C
易错盘点
易错点 1：不能把图象的物理意义与实际运动情况对应出错
甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，它们的v－t 图象如图所示．两图象在t＝t1时相交于P点，P在横轴上的投 影为Q，△OPQ的面积为S.在t＝0时刻，乙车在甲车前面，相 距为d.已知此后两车相遇两次，且第一次相遇的时刻为t′，则 下面四组t′和d的组合可能的是 ( )
在水平直轨道上有两列火车 A 和 B 相距 s，A 车在后面做 初速度为 v0、加速度大小为 2a 的匀减速直线运动，而 B 车同 时做初速度为 0、加速度大小为 a 的匀加速直线运动，两车运 动的方向相同，要使两车不相撞，求 A 车的初速度 v0 应满足什 么条件．
第3节 运动图像 追及与相遇问题
第3节
运动图像 追及与相遇问题
结束
第三层：分析交点、转折点、渐近线
(1)交点：往往是解决问题的切入点。 (2)转折点：满足不同的函数关系式，对解题起关键作用。
(3)渐近线：往往可以利用渐近线求出该物理量的极值或确定 它的变化趋势。
2．作图和用图 依据物体的状态或物理过程所遵循的物理规律，作出与之对 应的示意图或数学函数图像来研究和处理问题。
队的运动路线为直线
图 132
√B．甲、乙、丙三个分队的位移相等
C．甲、乙、丙三个分队的平均速度相等
×D．甲、乙、丙三个分队运动的路程相等
[解析]
三个队的初末位置相同，位移相等，但运动路程
不同，B 正确，D 错误；
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
第3节
运动图像 追及与相遇问题
结束
[示例 2] 的是
(多选)图 132 为甲、乙、丙三个军 ( AB )
第3节
运动图像 追及与相遇问题
结束
[示例 1]
(2013· 全国卷Ⅰ改编)如图 131，
直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上行驶的汽车 a 和 b 的位置－时间(xt)图线。由图可知( )
× A．在时刻 t1，a 车追上 b 车 √B．在时刻 t2，a、b 两车运动方向相反
图 131
×C．在 t1 到 t2 这段时间内，b 车的位移比 a 车的大
用图像来描述两个物理量之间的关系， 是物理学中常用的方 法。 是一种直观且形象的语言和工具。 它运用数和形的巧妙结合， 恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。 运用图像解题的能 力可归纳为以下两个方面：
1．读图 即从图像中获取有用信息作为解题的条件，弄清试题中图像 所反映的物理过程及规律，从中获取有效信息，通常情况下，需 要关注的特征量有三个层面：
运动图象追及和相遇问题
A B t/s
∴ t0 = 20s
t0 20 − 10 a = tan α = = 0.5 20 物体的v-t图像的斜率表 物体的v 2 则a > 0.5m / s 示加速度,面积表示位移. 示加速度,面积表示位移.
o
方法三： 方法三：二次函数极值法
若两车不相撞， 若两车不相撞， 其位移关系应为 代入数据得
则a > 0.5m / s
2
方法二： 方法二：图象法 解:在同一个V-t图中画出A车和B车的速度 在同一个V 图中画出A车和B 图线，如图所示.火车A 图线，如图所示.火车A的位移等于其图线与时 间轴围成的梯形的面积，而火车B 间轴围成的梯形的面积，而火车B的位移则等于 其图线与时间轴围成的矩形的面积。 其图线与时间轴围成的矩形的面积。两车位移 之差等于图中梯形的面积与矩形面积的差， 之差等于图中梯形的面积与矩形面积的差，不 难看出， 时梯形与矩形的面积之差最大, 难看出，当t=t0时梯形与矩形的面积之差最大, 为图中阴影部分三角形的面积.根据题意, 为图中阴影部分三角形的面积.根据题意,阴影 部分三角形的面积不能超过100. 部分三角形的面积不能超过100.
方法二： 方法二：图象法
解;画出自行车和汽车的速度-时间图线，自行车的位移x自等于其 画出自行车和汽车的速度-时间图线， 图线与时间轴围成的矩形的面积，而汽车的位移x汽则等于其图 图线与时间轴围成的矩形的面积， 线与时间轴围成的三角形的面积。 线与时间轴围成的三角形的面积。两车之间的距离则等于图中 矩形的面积与三角形面积的差，不难看出， 矩形的面积与三角形面积的差，不难看出，当t=t0时矩形与三角 形的面积之差最大。 形的面积之差最大。 V-t图像的斜率表示物体的加速度
例1.一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯 1.一辆汽车在十字路口等候绿灯， 一辆汽车在十字路口等候绿灯 亮时汽车以3m/s 的加速度开始加速行驶， 亮时汽车以3m/s2的加速度开始加速行驶，恰在 这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来， 6m/s的速度匀速驶来 这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后 边超过汽车。试求：汽车从路口开动后， 边超过汽车。试求：汽车从路口开动后，在追 上自行车之前经过多长时间两车相距最远？ 上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此 时距离是多少？ 时距离是多少？
运动图像与追及相遇问题
运动图象
追及相遇问题
一、对直线运动的x－t图象的认识 1．物理意义： 反映了做直线运动的物体 位置 随 时间 律． 2．图线斜率的意义 (1)图线上某点切线的斜率大小表示物 速度的大小 ． 体 (2)图线上某点切线的斜率正负表示物 体 速度的方向 ．
变化的规
思考：1．如图1－3－1中，图线与横轴和纵轴的截
0
1
2
3
t/s
思考：2．图1－3－3中，图线与横轴和纵轴的截距， 各表示什么物理意义？
图线在纵轴上的截距表示运动物体的初速度v0； 图线在横轴t上的截距表示物体从记时开始过一段 时间才开始运动．
思考：2．图1－3－3中，图中交点表示什么物理意 义？
表示速度相同
思考：下图中的拐点表示什么意思？
v/m/s 16
四、追及、相遇 1．追上与追不上的临界条件 追者和被追者的速度相等时常是能“恰好追上”、“恰好不
相撞”、“最大值”、“最小值”等临界条件．
2．追及、相遇的特征
两物体在同一直线上运动，他们之间的距离发生变化时，可
能出现最大距离、最小距离或者是距离为零的情况，这类问 题称为追及、相遇问题．
(1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动) ①两者速度相等时，追者位移仍小于被追者位移与初始间距 之和，则永远追不上，此时二者间有最小距离． ②若速度相等时，若追者位移恰等于被追者位移与初始间距 之和，则刚好追上，也是二者相遇时避免碰撞的临界条件． ③若相遇时追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还能再 一次追上追者，二者速度相等时，二者间距离有一个较大 值． (2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大 者(如匀速运动) ①当两者速度相等时二者间有最大距离． ②当追者位移等于被追者位移与初始间距之和时，即后者追 上前者 (两物体从同一位置开始运动)即相遇．
运动的图像追及和相遇问题
第3讲 运动的图象 追及和相遇问题
匀变速直线运动的图象 Ⅱ(考纲要求)
位移
时间
大小
方向
①若s－t图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于____状态．(如图1－3－1甲所示) ②若x－t图象是一条倾斜的直线，说明物体在做_________运动．(如图1－3－1乙所示)
图1－3－1
静止
匀速直线
1．
【典例】
A．0～1 s内的平均速度是2 m/s B．0～2 s内的位移大小是3 m C．0～1 s内的加速度大于2～4 s内的加速度 D．0～1 s内的运动方向与2～4 s内的运动方向相反
图1－3－12
(2010·广东理综，17)图1－3－12是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是 ( )．
08
1．根据v－t图象判断物体运动情况，并能从图中得出速 度、加速度、位移等物理量． 2．能从图中判断两物体相遇的时刻．
【典例2】
甲、乙两物体从同一点开始做直线运动，其v－t图象如图1－3－10所示，下列判断正确的是 ( )． A．在t0时刻两物体速度大小相等，方向 相反 B．在t0时刻两物体加速度大小相等，方 向相反
—从x－t图象上判断物体的运动情况
【变式1】
图1－3－9
a、b两个质点相对于同一原点在同一直线上运动的x－t图象如图1－3－9所示，关于a、b的运动，下列说法正确的是 ( )． A．a、b两个质点运动的出发点相距5 m B．质点a比质点b迟1 s开始运动 C．在0～3 s时间内，a、b的位移大小相 等，方向相反 D．质点a运动的速率比质点b的速率大
考点一 对x－t图象的认识及应用
【典例1】
如图1－3－7所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x－t图象，下面说法正确的是 ( )．
第一章 第3节 运动图像、追及和相遇问题
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
匀加速运动的物体追匀减速运动的物体
甲、乙两车相距 x0＝40.5 m，同时沿平直公路做直线 运动， 甲车在前， 以初速度 v1＝16.0 m/s， 加速度 a1＝2.0 m/s2 做匀减速直线运动，乙车在后，以初速度 v2＝4.0 m/s，加速 度 a2＝1.0 m/s2 与甲同向做匀加速直线运动．求： (1)甲、乙两车相遇前相距的最大距离； (2)乙车追上甲车经历的时间．
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
用图象描述物体的运动过程
(单选)(2014· 高考福建卷) 如图， 滑块以初速度 v0 沿表面粗糙且足够长的固定斜面从顶 端下滑，直至速度为零．对于该运动过程，若用 h、s、v、a 分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t 表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是 ( B )
4 6 6 2
3
2' 5 1
3
7 -3
1、静止 2、方向为正的匀速直线运动 2'、同上，但起点不同 斜率相同，则速度必相同（大 小、方向） 3、方向为负的匀速直线运动 4、方向为正的加速直线运动 5、方向为正的减速直线运动 6、折返直线运动 7、简谐振动 问题：对2、4、6位移、路程进 行比较？
3 4 5
[审题突破] (1)两车相遇前距离最大的条件是 v 甲______v 乙； (2)乙车追上甲车时，甲车是运动的还是静止的？
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
匀减速运动的物体追匀速运动的物体
(2016· 山东省桓台二中高三月考)A、B 两列火车，在 同一轨道上同向行驶，A 车在前，其速度 vA＝10 m/s，B 车 在后，其速度 vB＝30 m/s，因大雾能见度低，B 车在距 A 车 x0＝85 m 时才发现前方有 A 车，这时 B 车立即刹车，但 B 车要经过 180 m 才能停止，问：B 车刹车时 A 车仍按原速率 行驶，两车是否会相撞？若会相撞，将在 B 车刹车后何时相 撞？若不会相撞，则两车最近距离是多少？
运动图象追及和相遇问题
运动图象追及和相遇问题一、位移――时间图像（s－t图像）：反映了直线运动的物体位移随时间变化的规律。
理解：①斜率大小：表示物体速度的大小；斜率的正负：表示物体速度的方向。
②若s－t图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于静止状态。
(如甲所示)③若s－t图象是一条倾斜的直线，说明物体在做匀速直线运动。
(如图乙所示)④甲乙交叉点表示：某一时刻两物体在同一位移处相遇。
二、直线运动的v－t图象：反映了直线运动的物体速度随时间变化的规律。
理解：①斜率的大小：表示物体加速度的大小；斜率的正负：表示物体加速度的方向。
②匀速直线运动的v－t图象是与横轴平行。
③匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线。
④甲乙交叉点表示：某一时刻两物体速度大小方向一样。
⑤图线与坐标轴围成的“面积”表示相应时间内的位移。
若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负。
例题1：物体A、B的s－t图象如图所示，由图可知( A )A．从第3 s起，两物体运动方向相同，且v A＞v BB．两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3 s才开始运动C．在5 s内物体的位移相同，5 s末A、B相遇D. 5 s内A、B的平均速度相等例题2：甲、乙两物体从同一点开始做直线运动，其v－t图象如图所示，下列判断正确的是( B )A．在t0时刻两物体速度大小相等，方向相反B．在t0时刻两物体加速度大小相等，方向相同C．在t0时刻之前，乙物体在甲物体前，并且两物体间距离越来越大D．在t0时刻之后，甲物体在乙物体前，并且两物体间距离越来越大三、追及、相遇问题理解：①抓住“一个条件，两个关系”：“一个条件”是两物体的速度满足的临界条件，如两物体距离最大、最小，恰好追上或恰好追不上等。
“两个关系”是时间关系和位移关系．其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系，是解题的突破口。
②分析追及、相遇类问题时，要注意抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等，往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件。
运动图像 追击和相遇问题
运动图像 追击和相遇问题考点1 运动图象的物理意义及应用 1.位移-时间（s-t ）图象（如图1-4-1）(1)图线上的某点的纵坐标值表示运动物体该时刻对参考位置的距离，(2)任意一段时间间隔对应的纵坐标值的变化值表示该段时间内的位移（正负表示位移的方向）．(3)图线的斜率（曲线某点的切线斜率）表示速度． (4)图像与纵坐标的焦点代表出发点的位置 (5)图像与横坐标的焦点代表出发的时间 (6)图像与图像的焦点代表物体相遇2．速度-时间（v-t ）图象（如图1-4-2）(1)图线的斜率（曲线某点的切线斜率）表示加速度． (2)速度图线与时间轴围成的几何图形的“面积”表示该段时间内物体发生的位移的大小，时间轴上方的面积表示正向位移，下方的面积表示负向位移，代数和表示总位移，绝对值之和表示路程．【例1】一质点沿直线运动时的速度—时间图线如图1-4-3所示，则以下说法中正确的是： A ．第1s 末质点的位移和速度都改变方向．B ．第2s 末质点的位移改变方向．C ．0-4s 内质点的位移为零．D ．第3s 末和第5s 末质点的位置相同． 【例2】[易错题]如图1-4-4所示为表示甲、乙物体运动的s─t 图象，则其中错误的是：A ．甲物体做变速直线运动，乙物体做匀速直线运动B ．两物体的初速度都为零C ．在t 1 时间内两物体平均速度大小相等D ．相遇时，甲的速度大于乙的速度考点2 追及和相向相遇追及和相遇问题的特点：追及和相遇问题是一类常见的运动学问题，从时间和空间的角度来讲，相遇是指同一时刻到达同一位置．可见，相遇的物体必然存在以下两个关系：一是相遇位置与各物体的初始位置之间存在一定的位移关系．若同地出发，相遇时位移相等为空间条件．二是相遇物体的运动时间也存在一定的关系．若物体同时出发，运动时间相等；若甲比乙早出发Δt ，则运动时间关系为t 甲=t 乙+Δt ．要使物体相遇就必须同时满足位移关系和运动时间关系．【例3】火车以速率V 1向前行驶，司机突然发现在前方同一轨道上距车为S 处有另一辆火车，它正沿相同的方向以较小的速率V 2作匀速运动，于是司机立即使车作匀减速运动，加速度大小为a,要使两车不致相撞，求出a 应满足关式．解析：设经过t 时刻两车相遇，则有21221at t V S t V -=+，整理得： 02)(2122=+-+S t V V at ，要使两车不致相撞，则上述方程无解，即图1-4-2 图1-4-1t/s V/ms-1 0 1 -11 2 3 4 5 图1-4-408)(442122<--=-=∆aS V V ac b ，解得SV V a 2)(221-≥．答案：SV V a 2)(221-≥[规律总结]无论那种追及或相遇问题，都可以建立位移和时间关系方程进行求解，在分析时注意区分几种追碰（或规避）情况的条件：（1）两物体同方向运动且开始相距一定距离，设前后物体的加速度分别为1a 、2a ，以下几种情况能追及（碰）：①二者同向加速，12a a >，如果二者速度相等时距离等于零，则能追上；若二者速度相等时距离不等于零则以后无法追上；；②二者同向加速，12a a <；③前一物体减速，后一物体加速，一定能追及；④前一物体加速，后一物体减速，如果二者速度相等时不能追上则以后无法追及；⑤二者均减速运动，12a a <，如果二者速度相等时不能追及则无法追及；12a a >，二者不相撞的安全条件是二者速度等于零时后一物体恰好追上前一物体．（2）两物体相反方向运动，列写位移和时间关系方程即可求解．【例4】[易错题]甲、乙两质点同时开始在彼此平行且靠近的两水平轨道上同时运动，甲在前，乙在后，相距s ．甲初速度为零，加速度为a ，做匀加速直线运动；乙以速度0v 做匀速运动，关于两质点在相遇前的运动，某同学作了如下分析：设两质点相遇前，它们之间的距离为s ∆，则t v s at s 0221-+=∆，当a v t 0=时，两质点间距离s ∆有最小值，也就是两质点速度相等时，两质点之间距离最近．你觉得他的分析是否正确？如果认为是正确的，请求出它们的最小距离；如果认为是不正确的，请说明理由并作出正确的分析．解析：不正确．在两质点相遇之前，它们之间的距离s ∆也可能不断减小，直到0=∆s （相遇），而不存在先变小后变大的情况，这完全取决于两质点之间的初始距离s 与0v 、a 之间的大小关系．由s t v at s +-=∆0221可解得：判断式as v 220-=∆．当as v 220≥，即avs 220≤时，甲、乙之间的距离始终在减小，直至相遇（最小距离0=∆s ），两质点相遇前不会出现s ∆最小的情况．当as v 22<，即a v s 220>时，甲与乙不可能相遇，当avt 0=时，两质点之间的距离最近，avs s 220min-=∆．图像题型的拓展t x -图象的应用．t x -图象不一定是指位移时间图象，x 可以表示位移、也可以表示其他物理量．[真题1]（2007广东）平行板间加如图1-4-8（a ）所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t ＝U －U时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．图1-4-8（b ）中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是[真题2]（2007海南）两辆游戏赛车a 、b 在两条平行的直车道上行驶．t ＝0时两车都在同一计时处，此时比赛开始．它们在四次比赛中的v －t 图如图1-4-10所示．哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆？[真题3]（2007山东理综）如图1-4-12(a)所示，光滑轨道MO 和ON 底端对接且ON ＝2MO ，M 、N 两点高度相同．小球自M 点右静止自由滚下，忽略小球经过O 点时的机械能损失，以v 、s 、a 、E K 分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小．图1-4-12(b)图象中能正确反映小球自M 点到N 点运动过程的是[真题4]（2007上海）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图1-4-14所示，取重力加速度g ＝10 m/s 2．求：⑴小环的质量m ；⑵细杆与地面间的倾角．tAtBtCtD图1-4-8（b ） 0 5 10 15 20 25 5 10 v /m·s －1 A 0 5 10 15 20 25 5 10 v /m·s －1 B 0 5 10 15 20 25 5 10 v /m·s －1 C 0 5 10 15 20 25 5 10 v /m·s －1Da b a b a b a b 图1-4-10 图1-4-12（a ）M N图1-4-12(b)O t v A O ts B Ota COtE kD图1-4-14限时训练答案1.CD2.C3.AC4.CD 5会撞上 6.BC 7. C 8.C 9.A 10.A◇限时基础训练（20分钟）1．如图1-2-5所示，I 、II 分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v -t 图线，根据图线可以判断（ ）A ．甲、乙两小球作的是初速度方向相反的匀减速直线运动，加速度大小相同，方向相反B ．图线交点对应的时刻两球相距最近C ．两球在t ＝2s 时刻速率相等D ．两球在t ＝8s 时发生碰撞2．如图1-2-6所示，某同学沿一直线行走，现用频闪照相记录了他行走中9个位置的图片，观察图片，能大致反映该同学运动情况的速度－时间图象是图1-2-7中的（ ）3．两辆游戏赛车在a 、b在两条平行的直车道上行驶．t =0时两车都在同一计时线处，此时比赛开始．它们在四次比赛中t v -图像的如图1-2-8图像所示．哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆（ ）4．一质点从A 点沿直线向B 点运动，开始时以加速度1a 加速运动到AB 之间的某一点C ，然后接着又以加速度2a 继续作匀加速运动到达B 点．该质点若从B 点以加速度2a 运动到C 点，接着又以加速度1a 继续加速运动到达A 点，则两次运动的过程中( )A ．由于相同的路段加速度相同，所以它们所用的时间相同B ．由于相同的路段加速度相同，所以它们的平均速度大小相同C ．虽然相同的路段加速度相同，但先后的加速的加速度顺序不同，所用的时间肯定不同D ．由于相同的路段加速度相同，它们的位移大小相同，所以它们的末速度大小相同 5．甲、乙两汽车在一条平直的单行道上乙前甲后同向匀速行驶．甲、乙两车的速度分别为m /s 4001=v 和m /s 2002=v ，当两车距离接近到=s 250 m 时两车同时刹车，已知两图1-2-8A B C D 图1-2-6图1-2-7车刹车时的加速度大小分别为210.1m /s =a 和223/1m /s =a ，问甲车是否会撞上乙车?6．一物体做直线运动，速度图象如图2所示，设向右为正方向，则前s 4内( ) A ．物体始终向右运动B ．物体先向左运动，后s 2开始向右运动C ．前s 2物体位于出发点左方，后s 2位于出发点的右方D ．在s 2=t 时，物体距出发点最远7. 某物体运动的t v -图象如图1所示,则物体运动情况是( ) A. 往复来回运动 B.匀变速直线运动C. 朝同一方向做直线运动D.无法判断8．某同学从学校匀速向东去邮局，邮寄信后返回学校．在下图2中能够正确反映该同学运动情况的t s -图应是( )9．如图3所示，图线a 、b 、c 是三个质点同时同地开始沿直线运动的位移—时间图象，则0~0t 时间内( )A ．三质点的平均速度相等B ．a 的平均速度最大C ．三质点的平均速率相等D ．b 的平均速率最小 10．A 、B 两辆汽车在平直公路上朝同一方向运动，如图6所示为 两车运动的速度—时间图象，对于阴影部分的说法正确的是( )A ．若两车从同一点出发，它表示B 车追上A 车前两车的最大距离 B ．若两车从同一点出发，它表示B 车追上A 车前的最小距离C ．若两车从同一点出发，它表示B 车追上A 车时离出发点的距离D ．表示两车出发前相隔的距离图 6图 3 图2 图 1。
运动图象、追及和相遇问题
【思路点拨】 根据v-t图象中“点”、“线”“ 斜率”“截距”“面积”的物理意义分析．
【 m， 故 1 s 内平均速度 v 1＝st11＝11 m/s＝1 m/s，A 项错； 0～2 s 内位移为 0～1 s 内的位移与 1～2 s 内位移 之和，1～2 s 内位移 s2＝2×1 m＝2 m．故 0～2 s 内位移为 s1＋s2＝3 m，B 项正确；0～1 s 内加速
【解析】 法一：(物理分析法)A、B车的运动 过程(如图1－3－5)利用位移公式、速度公式求 解．
图1－3－5
对 A 车有 sA＝v0t＋12×(－2a)×t2 vA＝v0＋(－2a)×t 对 B 车有 sB＝12at2， vB＝at 对两车有 s＝sA－sB 追上时，两车不相撞的临界条件是 vA＝vB
②线：表示研究对象的变化过程和规律，如v-t图象中 图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动．
③斜率：表示横、纵坐标两物理量的比值，常有一个 重要的物理量与之对应，用于定量计算对应物理量的 大小和定性分析变化的快慢．如s-t图象的斜率表示速 度，v-t图象的斜率表示加速度． ④面积：图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程 的物理量相对应．如v-t图象与横轴包围的“面积”表 示位移大小．
下方，表示这段时间内的位移方向为 __负__方__向___．
三、追及和相遇问题 1．两物体在同一时刻到达相同的_位__置____，即两
物体追及或相遇． 2．追和被追两者的速度相等常是能追上、追不
上、二者之间的距离有极值的临界条件． (1)在两个物体的追及过程中，当追者的速度小 于被追者的速度时，两者的距离在__增__大___； (2)当追者的速度大于被追者的速度时，两者的 距离在__减__小_____； (3)当两者的_速__度_____相等时，两者的间距有极
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示的汽车的运动情况，下列说法不正确的是A．AB段表示汽车静止
B．BC段汽车发生的位移大于
C．CD段汽车运动方向和
D．CD段汽车运动速度大于
解析：分析题图可知：
物体做直线运动的v－t图象如图所示，
初物体运动的加速度为2 m/s
在一笔直公路上有a、b、c三辆汽车，它们同时经过同一
图象如图所示，
速度相等
间的距离在减小
位于b、c前面
汽车在平直公路上做刹车试验，若从t＝0时起汽车在运动过程中的位移与速度的平方之间的关系如图所示，下列说法正确的是
时汽车的速度为10 m/s
．刹车过程持续的时间为5 s
加速度a恒定不变，D图错误；v＝at∝t，
图正确；v2＝2ax∝x，C图正确；D图中说明物体在运
做直线运动的甲、乙两物体的位移－时间图象如图所示，
．当乙开始运动时，两物体间的距离为
这段时间内，两物体间的距离逐渐变大
分别是在平行的平直公路上行驶的汽车
图线，在t1时刻两车刚好在同一位置
．甲、乙两辆玩具车在同一平直路面上行驶，两车的位移－时间图甲的两段图线之间有一小段圆弧连接，长度忽略不计其中乙车的位移－时间图线是关于x轴对称的抛物线的一部分，
．甲车先做匀减速直线运动后做匀速直线运动
两物体运动的v－t图象如图所示，由图象可知
两物体运动方向始终相同
两物体的加速度在前4 s内大小相等、方向相反
4 s内不可能相遇
)( )
金属小球竖直向上抛出，空气阻力忽略不计，只受重力，上升和下降过程加速度大小和方向都不变，
正确，B错误；根据位移－时间公式，有
，则位移－时间图象是抛物线，故C错误；小球做竖直上抛运速率均匀减小，下降过程，速率均匀增大，
该队员至少经过多长时间能追上足球？
设足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为
足球匀减速运动时间为t1＝
v 该队员以最大加速度加速至v所需时间t＝。