(新)高一物理相遇和追及问题(含详解)
(完整版)高中物理相遇和追及问题(完整版)
、考点、热点回顾一、追及问题1. 类型图象 说明匀加速追匀速①t=t 0 以前,后面物体与 前面物体间距离增大②t=t 0 时,两物体相距最 远为 x 0+Δx③t=t 0 以后,后面物体与前面物体间距离减小④能追及且只能相遇一 次匀速追匀减速匀加速追匀减速2. 速度大者追速度小者度大者追速度小者 开始追及时, 后面物体与 前面物体间的距离在减小, 当 两物体速度相等时,即 t=t0 时刻:① 若Δ x=x0, 则恰能追 及,两物体只能相遇一次, 这相遇追及问题匀减速追匀速也是避免相撞的临界条件② 若Δ x<x0, 则不能追 及,此时两物体最小距离为x0- Δ x③ 若Δ x>x0, 则相遇两次,设t1 时刻Δ x1=x0, 两物体第一次相遇 ,则 t2 时刻两物体第 二次相遇① 表中的Δ x 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; ② x 0是开始追及以前两物体之间的距离; ③ t 2-t 0=t 0-t 1;④ v 1 是前面物 体的速度, v 2是后面物体的速度 . 二、相遇问题这一类 : 同向运动的两物体的相遇问题 , 即追及问题 .第二类 : 相向运动的物体 , 当各自移动的位移大小之和等于开始时两物体的距离时相遇 . 解此类问题首先应注意先画示意图 , 标明数值及物理量 ; 然后注意当被追赶的物体做匀 减速运动时 , 还要注意该物体是否停止运动了 .求解追及问题的分析思路(1) 根据追赶和被追赶的两个物体的运动性质,列出两个物体的位移方程,并注意两物 体运动时间之间的关系.(2) 通过对运动过程的分析,画出简单的图示,找出两物体的运动位移间的关系式.追 及的主要条件是两个物体在追上时位置坐标相同.(3)寻找问题中隐含的临界条件.例如速度小者加速追赶速度大者,在两物体速度相等 时有最大距离; 速度大者减速追赶速度小者, 在两物体速度相等时有最小距离,等等. 利用 这些临界条件常能简化解题 过程.(4)求解此类问题的方法, 除了以上所述根据追及的主要条件和临界条件解联立方程外, 还有利用二次函数求极值,及应用图象法和相对运动知识求解.相遇问题相遇问题的分析思路:匀速追匀加速匀减速追匀加速相遇问题分为追及相遇和相向运动相遇两种情形, 其主要条件是两物体在相遇处的位置 坐标相同.(1) 列出两物体运动的位移方程、注意两个物体运动时间之间的关系. (2) 利用两物体相遇时必处在同一位置,寻找两物体位移间的关系. (3)寻找问题中隐含的临界条件.(4) 与追及中的解题方法相同.【例 1】物体 A 、B 同时从同一地点, 沿同一方向运动, A 以 10m/s 的速度匀速前进, B 以2m/s 2 的加速度从静止开始做匀加速直线运动,求 A 、 B 再次相遇前两物体间的最大距离.【 解析一 】 物理分析法A 做 υA =10 m/s 的匀速直线运动,B 做初速度为零、加速度 a =2 m/s 2的匀加速直线运动.根据题意,开始一小段时间内, A 的速度大于 B 的速度,它们间的距离逐渐变大,当 B 的速度加速到大于 A 的速度后,它们间的距离又逐渐变小; A 、B 间距离有最大值的临界条 件是 υA = υB .①设两物体经历时间 t 相距最远,则 υA = at ② 把已知数据代入①②两式联立得 t =5 s 在时间 t 内, A 、B 两物体前进的距离分别为 s A = υA t =10×5 m = 50 m1 2 1 2s B = at 2= ×2×52 m = 25 m22A 、B 再次相遇前两物体间的最大距离为Δ s m = s A - s B = 50 m -25 m = 25 m解析二 】 相对运动法因为本题求解的是 A 、B 间的最大距离,所以可利用相对运动求解.选 B 为参考系,则 A2 相对 B 的初速度、末速度、加速度分别是 υ0=10 m/s 、υt =υA -υB =0、a =- 2 m/s .22 根据 υt 2-υ0=2as .有 0- 102=2× (-2) ×s AB 解得A、 B 间的最大距离为 s AB =25 m . 解析三 】 极值法11物体 A 、 B 的位移随时间变化规律分别是 s A =10t ,s B =2at 2=2×2×t 2 =t 5.B 间 的 距 离 Δs =10t -t 2, 可 见 ,4×( -1)×0- 102 4×(-1) m =25 m【解析四 】 图象法根据题意作出 A 、B 两物体的 υ-t 图象,如图 1-5-1 所示.由图可知,B 再次相遇前它们之间距离有最大值的临界条件是υA =υB ,得 t 1=5 s A 、 B 间 距 离 的 最 大 值 数 值 上 等 于 ΔO υA P 的 面 积 , 1 Δs m = 2×5×10 m = 25 m .【答案 】25 m【点拨 】相遇问题的常用方法(1) 物理分析法:抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,典型例题且最大值为按(解法一)中的思Δ s m = A 、即设甲、乙两车行驶的总路程分别为 s 、 s ′,则有路分析.(2)相对运动法:巧妙地选取参考系,然后找两物体的运动关系.(3) 极值法: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△> 0,即有两个解,说明可以相遇两次;若△= 0,说明刚好追上或相碰;若△< 0,说明追不上或不能相碰.(4) 图象法:将两者的速度时间图象在同一个坐标系中画出,然后利用图象求解.拓展如图 1-5-2 所示是甲、乙两物体从同一地点,沿同一方向做直线运动的 υ- t 图象,由图象可以看出 ( 〕A .这两个物体两次相遇的时刻分别是 1s 末和 4s 末B .这两个物体两次相遇的时刻分别是 2s 末和 6s 末C .两物体相距最远的时刻是 2s 末D . 4s 末以后甲在乙的前面【解析 】从图象可知两图线相交点 1s 末和 4s 末是两物速度相等时刻,从 4s 末两物相距最远,到 6s 末追上乙.故选 B . 答案 】 B的加速度大小减小为原来的一半。
高一物理追击和相遇专题(含详解)
追及和相遇问题专题研究一、追及和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。
二、 解决追及和相遇问题的关键1.画出物体运动的情景图2.理清三大关系(1)时间关系 :0t t t B A ±= (2)位移关系:0A B x x x =±(3)速度关系:v A =v B两者速度相等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。
三、追及、相遇问题的分析方法:A. 画出两个物体运动示意图,根据两个物体的运动性质,选择同一参照物,列出两个物体的位移方程;B. 找出两个物体在运动时间上的关系C. 找出两个物体在运动位移上的数量关系D. 联立方程求解.说明:追及问题中常用的临界条件:⑴速度小者加速追速度大者,速度在接近,但距离在变大。
追上前两个物体速度相等时,有最大距离;⑵速度大者减速追赶速度小者, 速度在接近,但距离在变小。
追上前在两个物体速度相等时,有最小距离.即必须在此之前追上,否则就不能追上.四.典型例题分析:【例1】一小汽车从静止开始以3 m/s 2的加速度行驶,恰有一自行以6 m/s 的速度从车边匀速驶过。
(1)汽车从开动后到追上自行车之前,要经多长时间两者相距最远?此时距离是多少?(2)汽车什么时候追上自行车,此时汽车的速度是多少?【例2】汽车正以10m/s 的速度在平直公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以4m/s 的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为 6 m/s 2的匀减速运动,汽车恰好不碰上自行车。
求关闭油门时汽车离自行车多远?【例3】一列客运列车以20m/s 的速度行驶,突然发现同轨前方120m 处有一列货运列车正以6m/s 的速度匀速前进。
于是该客运列车紧急刹车,以0.8m/s 2的加速度匀减速运动,是判断两车是否相撞。
【例4】甲、乙两车同时从同一地点出发,甲以8m/s的初速度、1m/s2的加速度做匀减速直线运动,乙以2m/s的初速度、0.5 m/s2的加速度和甲同向做匀加速直线运动,求两车再次相遇前两车相距的最大距离和再次相遇时两车运动的时间。
高一物理相遇和追及问题(含详解)
相遇和追及问题
【学习目标】
1、掌握追及和相遇问题的特点
2、能熟练解决追及和相遇问题
【要点梳理】
要点一、机动车的行驶安全问题:
要点诠释:
1、反应时间:人从发现情况到采取相应措施经过的时间为反应时间。
2、反应距离:在反应时间内机动车仍然以原来的速度v匀速行驶的距离。
3、刹车距离:从刹车开始,到机动车完全停下来,做匀减速运动所通过的距离。
4、停车距离与安全距离:反应距离和刹车距离之和为停车距离。
停车距离的长短由反应距离和刹车距离共同决定。
安全距离大于一定情况下的停车距离。
要点二、追及与相遇问题的概述
要点诠释:
1、追及与相遇问题的成因
当两个物体在同一直线上运动时,由于两物体的运动情况不同,所以两物体之间的距离会不断发生变化,两物体间距越来越大或越来越小,这时就会涉及追及、相遇或避免碰撞等问题.2、追及问题的两类情况
(1)速度小者追速度大者
(2)速度大者追速度小者
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高中物理追击和相遇问题专题(含详解)
第3页 共8页
13.汽车以 3 m/s2 的加速度开始启动的瞬间,一辆以 6 m/s 的速度沿同方向做匀速直线运动的自行车
12
x v(t0 t1) at1 60m
此时
2
(2)警车发动到达到最大速度需要 t2= vm/a=8s
(1) 小汽车从开动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远?此时距离是多少?
(2) 小汽车什么
时候追上自行车,此时小汽车的速度是多少?
( 二 ) .匀速运动追匀加速运动的情况 (开始时 v1> v 2):
1.当 v1> v 2 时,两者距离变小;
2.当 v1= v 2 时,①若满足 x1< x 2+Δ x,则永远追不上,此时两者距离最近;
———— -( 3)
由上面 3 式可解得 sAB 60km sAB 表示 AB 间的距离
4.设轿车行驶的速度为 v1,卡车行驶的速度为 v2,
则 v1= 108 km/h=30 m/s ,
v2=72 km/h=20 m/s , 在反应时间Δ t 内两车行驶的距离分别为 s1、 s2,则
s1= v1Δt ① s2= v2Δt ② 轿车、卡车刹车所通过的距离分别为
直线运动中的追及和相遇问题
一、相遇和追及问题的实质
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。
二、 解相遇和追及问题的关键 1. 画出物体运动的情景图 2. 理清三大关系
( 1)时间关系 : tA tB t0
( 2)位移关系: xA xB x0
高一物理追击相遇问题试题答案及解析
高一物理追击相遇问题试题答案及解析1. A与B两个质点向同一方向运动,A做初速度为零的匀加速直线运动,B做匀速直线运动.开始计时时,A、B位于同一位置,则当它们再次位于同一位置时 ()A.两质点速度相等B.A与B在这段时间内的平均速度相等C.A的瞬时速度是B的2倍D.A与B的位移相同【答案】BCD【解析】设A的加速度为a,B的速度为v,经过时间t,A、B再次位于同一位置,由题意可得,,故此时A的速度,所以A错误;C正确;由题意知A、B在t时间内位移相同,根据平均速度的定义式,可知A与B在这段时间内的平均速度相等,所以B正确;D正确。
【考点】本题考查追击相遇问题,意在考查学生的分析能力。
2.甲乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图象如右图所示,图中△OPQ和△OQT的面积分别为x1和x2(x2>x1),初始时,甲车在乙车前方x处 ( )A.若x0=x1+x2,两车能相遇B.若x0<x1,两车相遇2次C.若x0=x1,两车相遇1次D.若x0=x2,两车相遇1次【答案】BC【解析】由图线可知:在T时间内,甲车前进了,乙车前进了;A、若,即,两车不会相遇。
若,满足,因此两车不会相遇;错误B、若,即,在T时刻之前,乙车会超过甲车,但甲车速度增加的快,所以甲车还会超过乙车,则两车会相遇2次;正确CD、若,即两车只能相遇一次;C正确故选BC【考点】追及问题点评:研究v-t图象时要注意观察:一点,注意横纵坐标的含义;二线,注意斜率的意义;三面,v-t图象中图形与时间轴围成的面积为这段时间内物体通过的位移,研究追及问题最好画出运动轨迹示意图。
3.经检测,火车甲以u甲=20m/s的速度在平直的铁轨上行驶,紧急制动后,需经过200m才能停下。
某次夜间,火车甲以20m/s的速度在平直的铁轨上行驶,突然发现前方仅125m处有一火车乙正以u乙=4m/s的速度同向匀速行驶,司机甲立即制动刹车。
关于能否发生撞车事故,某同学的解答过程是:“设火车甲制动位移为s1=200m所用时间为t,火车乙在这段时间内的位移为s2你认为该同学的结论是否正确?如果正确,请定性说明理由;如果不正确,请说明理由,并求出正确结果【答案】会相撞【解析】不正确,因为火车相撞时,速度不一定为零,紧急制动后,需经过200m才能停下。
高一物理追击与相遇问题
中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。
v/ms-1
v-t图像的斜率表示物体的加速度
6 tan 3
t0
t0 2s
当t=2s时两车的距离最大
6
o α t0
汽车
自 行
车 t/s
xm
1 2 6m 6m 2
动态分析随着时间的推移,矩 形面积(自行车的位移)与三角形面
运动。要使两车不相撞,a应满足什么条件?
方法一:公式法 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
由A、B位移关系:v1t
1 2
at 2
v2t
x0
a (v1 v2 )2 (20 10)2 m/s2 0.5m/s2
2x0
2 100
则a 0.5m / s2
第一章 匀变速直线运动
追击和相遇问题
一、几种典型追击问题
v
甲
乙
甲的初速度大于乙的速度 o
t
t0
甲一定能追上乙,v甲=v乙的时刻为甲、乙有
最大距离的时刻。
例1:一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽 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,从后边超过汽车。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?此时距离是多少?
vt2 v02 2ax0
a vt2 v02 0 102 m / s2 0.5m / s2 2x0 2100
a 0.5m / s2
以B为参照物,公式中的各个量都应是相对于B的物理量. 注意物理量的正负号。
方法四:二次
v2t x0
高一物理必修1追击与相遇问题讲练结合(含详解)
高一物理必修1同步拔高追击与相遇问题1.相遇和追击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.解相遇和追击问题的关键画出物体运动的情景图, 理清三大关系(1)时间关系 : (2)位移关系:(3)速度关系: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。
(一)3.相遇和追击问题剖析:(二)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。
若开始甲的速度小于乙的速度过一段时间后两者速度相等, 则两者之间的距离(填最大或最小)。
⑴ 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: 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。
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当甲乙速度相等时, 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当甲乙速度相等时, 甲的位置在乙的前方, 则追上, 此情况还存在乙再次追上甲。
③当甲乙速度相等时, 甲乙处于同一位置, 则恰好追上, 为临界状态。
解决问题时要注意二者是否同时出发, 是否从同一地点出发。
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。
⑶仔细审题, 充分挖掘题目中的隐含条件, 同时注意图象的应用。
高一物理追击相遇问题试题答案及解析
高一物理追击相遇问题试题答案及解析1.一只气球以10 m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球6 m处有一小石子以20 m/s的初速度竖直上抛,若g取10 m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的( )A.石子一定追不上气球B.石子一定能追上气球C.若气球上升速度等于7 m/s,其余条件不变,则石子在到达最高点时追上气球D.若气球上升速度等于9 m/s,其余条件不变,则石子在抛出后1 s末追上气球【答案】AD【解析】设石子经过时间t后速度与气球相等,则此时间内气球上升的位移由x=vt=10m,石子上升的位移为由因为15-10m=5m<6m,所以石子一定追不上气球,故A正确,B错误;若气球上升速度等于9m/s,在石子在抛出后1s末,气球上升的位移为9m,石子上升的位移为15m因为15-9m=6m,所以1s末石子追上气球,故D正确;由以上分析可知,当气球上升速度等于9m/s,在1s末追上气球,所以当气球上升速度等于7m/s,石子追上气球的时间肯定小于1s,而石子到的最高点的时间为2s,所以石子在达到最高点之前就追上气球了,故C错误【考点】本题考查追及相遇问题。
2.甲车以加速度1m/s2由静止开始作匀加速直线运动,乙车落后2s在同一地点由静止出发,以加速度4m/s2作加速直线运动,两车运动方向一致,则乙车追上甲车所用的时间为()A.2s B.3s C.4s D.6s【答案】A【解析】由题意可知,两车机遇时的运动位移相等,运动时间,由运动公式得,,代入数据解得:,故只有A正确。
【考点】追及相遇问题3.在足够长的平直公路上,一辆汽车以加速度a启动时,有一辆匀速行驶的自行车以速度v从旁驶过,则()A.汽车追不上自行车,因为汽车启动时速度小于自行车速度B.以汽车为参考系,自行车是向前做匀减速运动C.汽车与自行车之间的距离开始是不断增加的,然后两者距离逐渐减小,两车相遇D.汽车追上自行车的时间是【答案】BCD【解析】根据追击问题,设两者之间间隔为,则,只要等于零,就能相遇,显然A错。
高中物理追击和相遇问题专题(含详解).doc
v1.0可编辑可修改直线运动中的追及和相遇问题一、相遇和追及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。
二、解相遇和追及问题的关键1.画出物体运动的情景图2.理清三大关系( 1)时间关系:t A t B t0(2)位移关系:x A x B x0( 3)速度关系:v A=v B两者速度相等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。
三、追及、相遇问题的分析方法:A. 画出两个物体运动示意图,根据两个物体的运动性质, 选择同一参照物, 列出两个物体的位移方程;B.找出两个物体在运动时间上的关系C.找出两个物体在运动位移上的数量关系D.联立方程求解 .说明 : 追及问题中常用的临界条件:⑴速度小者加速追速度大者, 速度在接近,但距离在变大。
追上前两个物体速度相等时, 有最大距离 ;⑵速度大者减速追赶速度小者 , 速度在接近,但距离在变小。
追上前在两个物体速度相等时 , 有最小距离 . 即必须在此之前追上 , 否则就不能追上 .四、典型例题分析:( 一 ) .匀加速运动追匀速运动的情况(开始时v1< v 2):1.当 v1< v 2时,两者距离变大;2.当 v1= v 2时,两者距离最大;3.v1>v2时,两者距离变小,相遇时满足x1= x 2+x,全程只相遇( 即追上 ) 一次。
【例 1】一小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶,恰有一自行车以6m/s 的速度从车边匀速驶过.求:(1) 小汽车从开动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远此时距离是多少(2)小汽车什么时候v1.0可编辑可修改( 二 ) .匀速运动追匀加速运动的情况(开始时v1> v 2):1.当 v1> v 2时,两者距离变小;2.当 v1= v 2时,①若满足x1< x 2+x,则永远追不上,此时两者距离最近;②若满足 x1=x2+x,则恰能追上,全程只相遇一次;③若满足 x1> x2+x,则后者撞上前者(或超越前者),此条件下理论上全程要相遇两次。
高一物理相遇及追及问题
车之间的距离最大。
由上述分析可知当两车之间的 距离最大时有
v汽 =at = v自
∵ΔSmax= S自 S汽
∴ t =2(s)
∴ΔSmax= v自t at2 =6(m )
法三、在同一V---t图中画出自行车和汽车的速
度图线,其中Ⅰ表示自行车的速度图线,Ⅱ表示汽
车的速度图线,自行车的位移S自等于图线Ⅰ与
练习2、A、B两车在一条水平直线上同向 匀速行驶,B车在前,车速v2=10m/s,A 车在后,车速v1=72km/h,当A、B相距 100m时,A车用恒定的加速度a减速。求 a为何值时,A车与B车相遇时不相撞。
练习3、A、B两质点从同一位置沿同一方 向同时开始运动,其v—t图线如图所示, 则A、B相距最远的距离是______m, ______s末B追上A,B追上A时的速度大小 是_____m/s。
求解追击问题的常用方法
1、通过运动过程的分析,找到隐含条件,从而顺利列方程求解, 例如: ⑴、匀减速物体追赶同向匀速物体时,能追上或恰好追不上的临界 条件: 即将靠近时,追赶者速度等于被追赶者速度(即当追赶者速度大于 被追赶者速度时,能追上;当追赶者速度小于被追赶者速度时,追 不上) ⑵、初速为零的匀加速物体追赶同向匀速物体时,追上前两者具有 最大距离的条件:追赶者的速度等于被追赶者的速度。 2.利用二次函数求极值的数学方法,根据物理现象,列方程求解。 3.在追击问题中还常常用到求“面积”的方法,它可以达到化繁 为简,化难为易,直观形象的效果。
间为t.则:
v1t+a1t2/2=v2t2+a2t2/2
得
t=8s 或t=0(出发时刻,舍去。)
1
解法二:
2
甲车位移
s1= v1t+a1t2/2
高中物理追击和相遇问题专题(含详解)
直线运动中的追与和相遇问题一、相遇和追与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。
二、 解相遇和追与问题的关键1.画出物体运动的情景图2.理清三大关系(1)时间关系 :0t t t B A ±= (2)位移关系:0A B x x x =± (3)速度关系:两者速度相等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。
三、追与、相遇问题的分析方法:A. 画出两个物体运动示意图,根据两个物体的运动性质,选择同一参照物,列出两个物体的位移方程;B. 找出两个物体在运动时间上的关系C. 找出两个物体在运动位移上的数量关系D. 联立方程求解.说明:追与问题中常用的临界条件:⑴速度小者加速追速度大者,速度在接近,但距离在变大。
追上前两个物体速度相等时,有最大距离;⑵速度大者减速追赶速度小者, 速度在接近,但距离在变小。
追上前在两个物体速度相等时,有最小距离.即必须在此之前追上,否则就不能追上. 四、典型例题分析:(一).匀加速运动追匀速运动的情况(开始时v1< v2):1.当v1< v2时,两者距离变大;2.当v1= v2时,两者距离最大;3.v1>v2时,两者距离变小,相遇时满足x1= x2+Δx,全程只相遇(即追上)一次。
【例1】一小汽车从静止开始以32的加速度行驶,恰有一自行车以6的速度从车边匀速驶过.求:(1)小汽车从开动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远?此时距离是多少? (2)小汽车什么时候追上自行车,此时小汽车的速度是多少?(二).匀速运动追匀加速运动的情况(开始时v1> v2):1.当v1> v2时,两者距离变小;2.当v1= v2时,①若满足x1< x2+Δx,则永远追不上,此时两者距离最近;②若满足x12+Δx,则恰能追上,全程只相遇一次;③若满足x1> x2+Δx,则后者撞上前者(或超越前者),此条件下理论上全程要相遇两次。
高一物理追击相遇问题试题答案及解析
高一物理追击相遇问题试题答案及解析1.(8分)如图所示,质点甲以8m/s的速度从O点沿Ox轴正方向运动,质点乙从点Q(0m,60m)处开始做匀速直线运动,要使甲、乙在开始运动后l0s在x轴上的P点相遇,求乙的速度.【答案】大小为10m/s,方向偏向x轴正方向与y轴负方向成53°角。
【解析】质点甲在10s内的位移为 2分因此甲、乙相遇的P点坐标为(80m,0)由图中几何关系可知,在这10s内乙的位移为 2分则乙的速度为 2分方向偏向x轴正方向与y轴负方向成53°角。
2分【考点】运动的合成。
2.(10分)如(1)图所示,在太原坞城路某处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度。
一辆汽车正从A点迎面驶向测速仪B,若测速仪与汽车相距355m,此时测速仪发出超声波,同时车由于紧急情况而急刹车,汽车运动到C处与超声波相遇,当测速仪接受到发射回来的超声波信号时,汽车恰好停止于D点,且此时汽车与测速仪相距335m,忽略测速仪安装高度的影响,可简化为如(2)图所示分析(已知超声波速度为340m/s,)。
(1)求汽车刹车过程中的加速度a;(2)此路段有80km/h的限速标志,分析该汽车刹车前的行驶速度是否超速?【答案】(1)a="10" m/s2(2)是合法的【解析】(1)根据题意,超声波和汽车运动过程的示意图,如图所示设超声波往返的时间为2t,汽车在2t时间内,刹车的位移为=20m,(2分)当超声波与A车相遇后,A车继续前进的时间为t,位移为=5m,(2分)则超声波在2t内的路程为2×(335+5)m="680" m,由声速为340 m/s,得t="1" s,(1分),解得汽车的加速度a="10" m/s2(1分)(2)由A车刹车过程中的位移,(2分)解得刹车前的速度m/s=72km/h(1分)车速在规定范围内,是合法的。
模型01 追击与相遇(解析版)
高一物理追击与相遇(解析版)在追及问题中,若后者能追上前者,则追上时,两者处于同一位置。
若恰好能追上,则相遇时后者的速度等于前者的速度;若后者追不上前者,则当后者的速度与前者的速度相等时,两者相距最近。
在相遇问题中,同向运动的两物体追及即相遇;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之间的距离时相遇。
用数学方法判断追及问题时可先假设能够相遇,列出物体间的位移方程,如果位移方程是关于时间t的二次方程,则当t有唯一正解时,物体相遇一次;当t有两个正解时,物体相遇两次;当t无正解时,物体不能相遇。
1.相遇问题的常见情况(1)同向运动的两物体追及并相遇:两物体位移大小之差等于开始时两物体间的距离。
(2)相向运动的两物体相遇:各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离。
2.追及问题的两类情况(1)若后者能追上前者,则追上时,两者处于同一位置,且追上时后者的速度一定不小于前者的速度。
(2)若后者追不上前者,则当后者的速度与前者的速度相等时,两者相距最近。
【易错点】(1)若被追赶的物体做匀减速运动,则一定要注意被追上前该物体是否已停止运动。
(2)仔细审题,注意抓住题目中的关键字(如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等),充分挖掘题目中的隐含条件。
【典例1】(18年全国3卷)甲乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。
甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。
下列说法正确的是()A.在t1时刻两车速度相等B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等D.从t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等【答案】CD【解析】速度大小等于图象的斜率,A错误,应该是位置相同;因为初始位置不同,虽然t1时刻位置相同,但从0到t 1时间内,两车走过的路程不相等,B 错误;起、终位置相同,都是直线运动,所以位移相等,C 正确;当甲的斜率与乙相等时,速度相等,D 正确;【变式训练1】.A 、B 两个物体在水平面上沿同一直线运动,它们的v-t 图象如图所示。
(完整版)高中物理相遇和追及问题(完整版)
相遇追及问题一、考点、热点回顾一、追及问题1.速度小者追速度大者类型图象说明匀加速追匀速①t=t0以前,后面物体与前面物体间距离增大②t=t0时,两物体相距最远为x0+Δx③t=t0以后,后面物体与前面物体间距离减小匀速追匀减速④能追及且只能相遇一次匀加速追匀减速2.速度大者追速度小者度大者追速度小者匀减速追匀速开始追及时,后面物体与前面物体间的距离在减小,当两物体速度相等时,即t=t0时刻:①若Δx=x0,则恰能追及,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞的临界条件匀速追匀加速②若Δx<x0,则不能追及,此时两物体最小距离为x0-Δx③若Δx>x0,则相遇两次,设t1时刻Δx1=x0,两物体第一次相遇,则t2时刻两物体第二次相遇匀减速追匀加速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.二、相遇问题这一类:同向运动的两物体的相遇问题,即追及问题.第二类:相向运动的物体,当各自移动的位移大小之和等于开始时两物体的距离时相遇.解此类问题首先应注意先画示意图,标明数值及物理量;然后注意当被追赶的物体做匀减速运动时,还要注意该物体是否停止运动了.求解追及问题的分析思路(1)根据追赶和被追赶的两个物体的运动性质,列出两个物体的位移方程,并注意两物体运动时间之间的关系.(2)通过对运动过程的分析,画出简单的图示,找出两物体的运动位移间的关系式.追及的主要条件是两个物体在追上时位置坐标相同.(3)寻找问题中隐含的临界条件.例如速度小者加速追赶速度大者,在两物体速度相等时有最大距离;速度大者减速追赶速度小者,在两物体速度相等时有最小距离,等等.利用这些临界条件常能简化解题过程.(4)求解此类问题的方法,除了以上所述根据追及的主要条件和临界条件解联立方程外,还有利用二次函数求极值,及应用图象法和相对运动知识求解.相遇问题相遇问题的分析思路:相遇问题分为追及相遇和相向运动相遇两种情形,其主要条件是两物体在相遇处的位置坐标相同.(1)列出两物体运动的位移方程、注意两个物体运动时间之间的关系. (2)利用两物体相遇时必处在同一位置,寻找两物体位移间的关系. (3)寻找问题中隐含的临界条件.(4)与追及中的解题方法相同.二、典型例题【例1】物体A 、B 同时从同一地点,沿同一方向运动,A 以10m/s 的速度匀速前进,B 以2m/s 2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,求A 、B 再次相遇前两物体间的最大距离. 【解析一】 物理分析法A 做 υA =10 m/s 的匀速直线运动,B 做初速度为零、加速度a =2 m/s 2的匀加速直线运动.根据题意,开始一小段时间内,A 的速度大于B 的速度,它们间的距离逐渐变大,当B 的速度加速到大于A 的速度后,它们间的距离又逐渐变小;A 、B 间距离有最大值的临界条件是υA =υB . ① 设两物体经历时间t 相距最远,则υA =at ② 把已知数据代入①②两式联立得t =5 s 在时间t 内,A 、B 两物体前进的距离分别为 s A =υA t =10×5 m=50 ms B =12at 2=12×2×52m =25 mA 、B 再次相遇前两物体间的最大距离为 Δs m =s A -s B =50 m -25 m =25 m 【解析二】 相对运动法因为本题求解的是A 、B 间的最大距离,所以可利用相对运动求解.选B 为参考系,则A 相对B 的初速度、末速度、加速度分别是υ0=10 m/s 、υt =υA -υB =0、a =-2 m/s 2. 根据υt 2-υ0=2as .有0-102=2×(-2)×s AB 解得A、B 间的最大距离为s AB =25 m . 【解析三】 极值法物体A 、B 的位移随时间变化规律分别是s A =10t ,s B =12at 2=12×2×t 2 =t 5.则A 、B 间的距离Δs =10t -t 2,可见,Δs 有最大值,且最大值为Δs m =4×(-1)×0-1024×(-1) m =25 m【解析四】 图象法根据题意作出A 、B 两物体的υ-t 图象,如图1-5-1所示.由图可知,A 、B 再次相遇前它们之间距离有最大值的临界条件是υA =υB ,得t 1=5 s . A 、B 间距离的最大值数值上等于ΔOυA P 的面积,即Δs m =12×5×10 m=25 m .【答案】25 m【点拨】相遇问题的常用方法(1)物理分析法:抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,按(解法一)中的思路分析.(2)相对运动法:巧妙地选取参考系,然后找两物体的运动关系.(3)极值法: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△>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若△=0,说明刚好追上或相碰;若△<0,说明追不上或不能相碰.(4)图象法:将两者的速度时间图象在同一个坐标系中画出,然后利用图象求解. 拓展如图1-5-2所示是甲、乙两物体从同一地点,沿同一方向做直线运动的υ-t 图象,由图象可以看出 ( 〕A .这两个物体两次相遇的时刻分别是1s 末和4s 末B .这两个物体两次相遇的时刻分别是2s 末和6s 末C .两物体相距最远的时刻是2s 末D .4s 末以后甲在乙的前面【解析】从图象可知两图线相交点1s 末和4s 末是两物速度相等时刻,从0→2s,乙追赶甲到2s 末追上,从2s 开始是甲去追乙,在4s 末两物相距最远,到6s 末追上乙.故选B . 【答案】B【实战演练1】(2011·新课标全国卷)甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。
高中物理追击和相遇问题专题(含详解)
直线运动中的追及和相遇问题一、相遇和追及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。
二、 解相遇和追及问题的关键1.画出物体运动的情景图2.理清三大关系(1)时间关系 :0t t t B A ±= (2)位移关系:0A B x x x =±(3)速度关系:v A=v B两者速度相等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。
三、追及、相遇问题的分析方法: A. 画出两个物体运动示意图,根据两个物体的运动性质,选择同一参照物,列出两个物体的位移方程; B. 找出两个物体在运动时间上的关系 C. 找出两个物体在运动位移上的数量关系 D. 联立方程求解.说明:追及问题中常用的临界条件:⑴速度小者加速追速度大者,速度在接近,但距离在变大。
追上前两个物体速度相等时,有最大距离; ⑵速度大者减速追赶速度小者, 速度在接近,但距离在变小。
追上前在两个物体速度相等时,有最小距离.即必须在此之前追上,否则就不能追上. 四、典型例题分析:(一).匀加速运动追匀速运动的情况(开始时v 1< v 2): 1.当v 1< v 2时,两者距离变大; 2.当v 1= v 2时,两者距离最大;3.v 1>v 2时,两者距离变小,相遇时满足x 1= x 2+Δx ,全程只相遇(即追上)一次。
【例1】一小汽车从静止开始以3m/s 2的加速度行驶,恰有一自行车以6m/s 的速度从车边匀速驶过.求:(1)小汽车从开动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远?此时距离是多少? (2)小汽车什么时候追上自行车,此时小汽车的速度是多少?(二).匀速运动追匀加速运动的情况(开始时v 1> v 2): 1.当v 1> v 2时,两者距离变小;2.当v 1= v 2时,①若满足x 1< x 2+Δx ,则永远追不上,此时两者距离最近;②若满足x 1=x 2+Δx ,则恰能追上,全程只相遇一次; ③若满足x 1> x 2+Δx ,则后者撞上前者(或超越前者),此条件下理论上全程要相遇两次。
高中物理相遇及追及问题[(完整版)]
相遇追及问题一、考点、热点回顾一、追及问题1.速度小者追速度大者类型图象说明匀加速追匀速①t=t0以前,后面物体与前面物体间距离增大②t=t0时,两物体相距最远为x0+Δx③t=t0以后,后面物体与前面物体间距离减小匀速追匀减速④能追及且只能相遇一次匀加速追匀减速2.速度大者追速度小者度大者追速度小者匀减速追匀速开始追及时,后面物体与前面物体间的距离在减小,当两物体速度相等时,即t=t0时刻:①若Δx=x0,则恰能追及,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞的临界条件匀速追匀加速②若Δx<x0,则不能追及,此时两物体最小距离为x0-Δx③若Δx>x0,则相遇两次,设t1时刻Δx1=x0,两物体第一次相遇,则t2时刻两物体第二次相遇匀减速追匀加速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.二、相遇问题这一类:同向运动的两物体的相遇问题,即追及问题.第二类:相向运动的物体,当各自移动的位移大小之和等于开始时两物体的距离时相遇.解此类问题首先应注意先画示意图,标明数值及物理量;然后注意当被追赶的物体做匀减速运动时,还要注意该物体是否停止运动了.求解追及问题的分析思路(1)根据追赶和被追赶的两个物体的运动性质,列出两个物体的位移方程,并注意两物体运动时间之间的关系.(2)通过对运动过程的分析,画出简单的图示,找出两物体的运动位移间的关系式.追及的主要条件是两个物体在追上时位置坐标相同.(3)寻找问题中隐含的临界条件.例如速度小者加速追赶速度大者,在两物体速度相等时有最大距离;速度大者减速追赶速度小者,在两物体速度相等时有最小距离,等等.利用这些临界条件常能简化解题过程.(4)求解此类问题的方法,除了以上所述根据追及的主要条件和临界条件解联立方程外,还有利用二次函数求极值,及应用图象法和相对运动知识求解.相遇问题相遇问题的分析思路:相遇问题分为追及相遇和相向运动相遇两种情形,其主要条件是两物体在相遇处的位置坐标相同.(1)列出两物体运动的位移方程、注意两个物体运动时间之间的关系. (2)利用两物体相遇时必处在同一位置,寻找两物体位移间的关系. (3)寻找问题中隐含的临界条件.(4)与追及中的解题方法相同.二、典型例题【例1】物体A 、B 同时从同一地点,沿同一方向运动,A 以10m/s 的速度匀速前进,B 以2m/s 2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,求A 、B 再次相遇前两物体间的最大距离. 【解析一】 物理分析法A 做 υA =10 m/s 的匀速直线运动,B 做初速度为零、加速度a =2 m/s 2的匀加速直线运动.根据题意,开始一小段时间内,A 的速度大于B 的速度,它们间的距离逐渐变大,当B 的速度加速到大于A 的速度后,它们间的距离又逐渐变小;A 、B 间距离有最大值的临界条件是υA =υB . ① 设两物体经历时间t 相距最远,则υA =at ② 把已知数据代入①②两式联立得t =5 s 在时间t 内,A 、B 两物体前进的距离分别为 s A =υA t =10×5 m=50 ms B =12at 2=12×2×52m =25 mA 、B 再次相遇前两物体间的最大距离为 Δs m =s A -s B =50 m -25 m =25 m 【解析二】 相对运动法因为本题求解的是A 、B 间的最大距离,所以可利用相对运动求解.选B 为参考系,则A 相对B 的初速度、末速度、加速度分别是υ0=10 m/s 、υt =υA -υB =0、a =-2 m/s 2. 根据υt 2-υ0=2as .有0-102=2×(-2)×s AB 解得A、B 间的最大距离为s AB =25 m . 【解析三】 极值法物体A 、B 的位移随时间变化规律分别是s A =10t ,s B =12at 2=12×2×t 2 =t 5.则A 、B 间的距离Δs =10t -t 2,可见,Δs 有最大值,且最大值为Δs m =4×(-1)×0-1024×(-1) m =25 m【解析四】 图象法根据题意作出A 、B 两物体的υ-t 图象,如图1-5-1所示.由图可知,A 、B 再次相遇前它们之间距离有最大值的临界条件是υA =υB ,得t 1=5 s . A 、B 间距离的最大值数值上等于ΔOυA P 的面积,即Δs m =12×5×10 m=25 m .【答案】25 m【点拨】相遇问题的常用方法(1)物理分析法:抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,按(解法一)中的思路分析.(2)相对运动法:巧妙地选取参考系,然后找两物体的运动关系.(3)极值法: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△>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若△=0,说明刚好追上或相碰;若△<0,说明追不上或不能相碰.(4)图象法:将两者的速度时间图象在同一个坐标系中画出,然后利用图象求解. 拓展如图1-5-2所示是甲、乙两物体从同一地点,沿同一方向做直线运动的υ-t 图象,由图象可以看出 ( 〕A .这两个物体两次相遇的时刻分别是1s 末和4s 末B .这两个物体两次相遇的时刻分别是2s 末和6s 末C .两物体相距最远的时刻是2s 末D .4s 末以后甲在乙的前面【解析】从图象可知两图线相交点1s 末和4s 末是两物速度相等时刻,从0→2s,乙追赶甲到2s 末追上,从2s 开始是甲去追乙,在4s 末两物相距最远,到6s 末追上乙.故选B . 【答案】B【实战演练1】(2011·新课标全国卷)甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。
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相遇和追及问题【要点梳理】要点一、机动车的行驶安全问题:1、反应时间:人从发现情况到采取相应措施经过的时间为反应时间。
2、反应距离:在反应时间内机动车仍然以原来的速度v匀速行驶的距离。
3、刹车距离:从刹车开始,到机动车完全停下来,做匀减速运动所通过的距离。
4、停车距离与安全距离:反应距离和刹车距离之和为停车距离。
停车距离的长短由反应距离和刹车距离共同决定。
安全距离大于一定情况下的停车距离。
要点二、追及与相遇问题的概述1、追及问题的两类情况(1)速度小者追速度大者(2)速度大者追速度小者说明: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.特点归类:(1)若后者能追上前者,则追上时,两者处于同一位置,后者的速度一定不小于前者的速度. (2)若后者追不上前者,则当后者的速度与前者相等时,两者相距最近. 2、 相遇问题的常见情况(1) 同向运动的两物体的相遇问题,即追及问题.(2) 相向运动的物体,当各自移动的位移大小之和等于开始时两物体的距离时相遇.解此类问题首先应注意先画示意图,标明数值及物理量;然后注意当被追赶的物体做匀减速运动时,还要注意该物体是否停止运动了.【典型例题】类型一、机动车的行驶安全问题例1、为了安全,在高速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为v=120km/h 。
假设前方车辆突然停止运动,后面汽车的司机从眼睛发现这一情况,经过大脑反应,指挥手、脚操纵汽车刹车,到汽车真正开始减速,所经历的时间需要0.50s (即反应时间),刹车时汽车所受阻力是车重的0.40倍,为了避免发生追尾事故,在该高速公路上行驶的汽车之间至少应保留多大的距离?【答案】156m【解析】v 120km /h 33.3m /s ==匀减速过程的加速度大小为2a kmg /m 4m /s ==。
匀速阶段的位移11s vt 16.7m ==, 减速阶段的位移22s v /2a 139m ==,所以两车至少相距12s s s 156m =+=。
【点评】刹车问题实际上是匀变速直线运动的有关规律在减速情况下的具体应用,要解决此类问题,首先要搞清楚在反应时间里汽车仍然做匀速直线;其次也要清楚汽车做减速运动,加速度为负值;最后要注意单位统一。
举一反三【变式】酒后驾车严重威胁交通安全.其主要原因是饮酒会使人的反应时间(从发现情况到实施操作制动的时间)变长,造成制动距离(从发现情况到汽车停止的距离)变长,假定汽车以108 km/h 的速度匀速行驶,刹车时汽车的加速度大小为8 m/s 2,正常人的反应时间为0.5 s ,饮酒人的反应时间为1.5 s ,试问:(1)驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多几米?(2)饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止需多少时间?【答案】 (1)30 m (2)5.25 s【解析】 (1)汽车匀速行驶v =108 km/h =30 m/s正常情况下刹车与饮酒后刹车,从刹车到车停止这段时间的运动是一样的,设饮酒后的刹车距离比正常时多Δs ,反应时间分别为120.5 s 1.5 s t t =、=则21()s v t t ∆=-代入数据得30 m s ∆= (2)饮酒的驾驶员从实施操作制动到汽车停止所用时间3(0)/t v a =-解得3 3.75 s t = 所以饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止所需时间23t t t =+解得 5.25 s t =类型二、追及问题一:速度小者追赶同向速度大者例2、一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s 2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,从后边超过汽车。
试求:(1)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?此时距离是多少?【答案】2s 6m 【解析】:方法一:临界状态法汽车在追击自行车的过程中,由于汽车的速度小于自行车的速度,汽车与自行车之间的距离越来越大;当汽车的速度大于自行车的速度以后,汽车与自行车之间的距离便开始缩小。
很显然,当汽车的速度与自行车的速度相等时,两车之间的距离最大。
设经时间t 两车之间的距离最大。
则v t v a ==汽自 ∴ v 6t s 2s 3a ===自22m 11x x x v t at 62m 32m 6m 22∆=-=-=⨯-⨯⨯=自汽自 方法二:图象法在同一个v -t 图象中画出自行车和汽车的速度-时间图线,如图所示。
其中Ⅰ表示自行车的速度图线,Ⅱ表示汽车的速度图线,自行车的位移x 自等于图线Ⅰ与时间轴围成的矩形的面积,而汽车的位移x 汽 则等于图线Ⅱ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,当t =t 0时矩形与三角形的面积之差最大。
此时0t v v a ==汽自,06t s 2s 3v a ===自,011t 26m 6m 22m S v ∆=⨯=⨯⨯=自 方法三:二次函数极值法设经过时间t 汽车和自行车之间的距离x ∆,则222133at 6t (2)6222x x x v t t t ∆=-=-=-=--+自汽自当2s t =时两车之间的距离有最大值x m ∆,且6m.m x ∆=【点评】(1)在解决追及相遇类问题时,要紧抓“一图三式”,即:过程示意图,时间关系式、速度关系式和位移关系式,另外还要注意最后对解的讨论分析.(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.(3)解题思路和方法举一反三【变式1】小轿车在十字路口等绿灯亮后,以1m/s 2的加速度启动,恰在此时,一辆大卡车以7m/s 的速度从旁超过,做同向匀速运动,问(1)小轿车追上大卡车时已通过多少路程?(2)两车间的距离最大时为多少?【答案】98m 24.5m【变式2】甲、乙两车同时从同一地点出发,向同一方向运动,其中甲以10 m/s 的速度匀速行驶,乙以2 m/s 2的加速度由静止启动,求: (1)经多长时间乙车追上甲车?此时甲、乙两车速度有何关系? (2)追上前经多长时间两者相距最远?此时二者的速度有何关系?【答案】(1)10 s 2倍 (2)5 s 相等【解析】(1)乙车追上甲车时,二者位移相同,设甲车位移为x 1,乙车位移为x 2,则x 1=x 2,即21111a 2v t t =,解得12110 s 20 m /s t v at =,==,因此212v v =. (2)设追上前二者之间的距离为x ∆,则21212221Δ 102x x x v t at t t =-=-=- 由数学知识知:当210s 521t s =⨯=时,两者相距最远,此时21v v '=.类型三、追及问题二:速度大者减速追赶同向速度小者例3、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?【答案】221()2v v a s-≥【解析】方法一:设两车恰好相撞(或不相撞),所用时间为t ,此时两车速度相等2121212v t at v t s v at v +=++= 解之可得:221()2v v a s -=即,当221()2v v a s-≥时,两车不会相撞。
方法二:要使两车不相撞,其位移关系应为:21212v t at v t s +≤+对任一时间t ,不等式都成立的条件为221=2as 0v v ∆--≤()由此得221()2v v a s-≥【点评】分析解决两物体的追及、相遇类问题,应首先在理解题意的基础上,认清两物体在位移、速度、时间等方面的关联,必要时须画出运动关联的示意图。
这类问题的特殊之处是常与极值条件或临界条件相联系。
分析解决这类问题的方法有多种,无论哪一种方法,分析临界条件、解决相关的临界条件方程或用数学方法找出相关的临界值,是解决这类问题的关键和突破口。
举一反三【变式1】汽车正以10m/s的速度在平直公路上前进,突然发现正前方s 处有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做匀减速运动,加速度大小为6m/s2,若汽车恰好不碰上自行车,则s大小为多少?【答案】3m【变式2】甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v-t图中(如图),直线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20 s的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是( )A.在0~10 s内两车逐渐靠近B.在10~20 s内两车逐渐远离C.在5~15 s内两车的位移相等D.在t=10 s时两车在公路上相遇【答案】C【解析】由题图知乙做匀减速运动,初速度v乙=10 m/s,加速度大小a乙=0.5 m/s2;甲做匀速直线运动,速度v甲=5 m/s.当t=10 s时v甲=v乙,甲、乙两车距离最大,所以0~10 s内两车越来越远,10~15 s内两车距离越来越小,t=20 s时,两车距离为零,再次相遇.故A、B、D错误.因5~15 s时间内v甲=v乙,所以两车位移相等,故C正确.类型四、相遇问题例4、在某市区内,一辆小汽车在公路上以速度Av向东行驶,一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路。
汽车司机发现游客途经D处时,经过0.7s作出反应紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下,如图所示。
为了判断汽车司机是否超速行驶以及游客横穿马路的速度是否过快,警方派一车胎磨损情况与肇事汽车相当的警车以法定最高速度m 14.0m/sv=行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经14.0m后停下来。
在事故现场测得AB=17.5m,BC=14.0m,BD=2.6m.肇事汽车的刹车性能良好,问:(1)该肇事汽车的初速度Av是多大? (2)游客横过马路的速度是多大?【答案】21m/s 1.53 m/s【解析】(1)警车和肇事汽车刹车后均做匀减速运动,其加速度大小g mmga μμ==,与车子的质量无关,可将警车和肇事汽车做匀减速运动的加速度a 的大小视作相等。
对警车,有as v m 22=;对肇事汽车,有s a v A '=22,则s s v v A m '=22,即0.145.170.1422+=+=BC AB s v v A m ,故 m A v v 0.140.145.17+==21m/s。
(2)对肇事汽车,由s as v ∝=22得0.140.145.1722+=+=BCBC AB v v B A , 故肇事汽车至出事点B 的速度为A B v v 0.145.170.14+==14.0m/s。