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个性化学习问题解决
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第3课时自由落体和竖直上抛追及相遇问题
[知识梳理]
知识点一、自由落体运动
1．条件：物体只受重力，从静止开始下落。
2．运动性质：初速度v0＝0，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。
3．基本规律
(1)速度公式：v＝gt。
(2)位移公式：h＝
1
2gt
2。
(3)速度位移关系式：v2＝2gh。
知识点二、竖直上抛运动
1．运动特点：加速度为g，上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做自由落体运动。2．基本规律
(1)速度公式：v＝v0－gt。
(2)位移公式：h＝v0t－
1
2gt
2。
(3)速度位移关系式：v2－v20＝－2gh。
(4)上升的最大高度：H＝
v20
2g。
(5)上升到最高点所用时间t＝
v0
g。
思维深化
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)雨滴随风飘落，就是我们常说的自由落体运动中的一种。()
(2)羽毛下落得比玻璃球慢，是因为空气阻力的影响。()
(3)只要物体运动的加速度a＝9.8 m/s2，此物体的运动不是自由落体运动，就是竖直上抛运
动。( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
[题 组 自 测]
题组一 自由落体和竖直上抛运动
1．某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2 s 听到石头落底声。由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g 取10 m/s 2)( ) A ．10 m B ．20 m C ．30 m D ．40 m
解析 从井口由静止释放，石头做自由落体运动，由运动学公式h ＝12gt 2可得h ＝12×10×22m ＝20 m 。 答案 B
2．A 、B 两小球从不同高度自由下落，同时落地，A 球下落的时间为t ，B 球下落的时间为t
2，当B 球开始下落的瞬间，A 、B 两球的高度差为( ) A ．gt 2 B.38gt 2 C.34gt 2 D.1
4gt 2
解析 A 球下落高度为h A ＝12gt 2，B 球下落高度为h B ＝12g ? ????t 22＝1
8gt 2，当B 球开始下落的瞬
间，A 、B 两球的高度差为Δh ＝h A －12g ? ????t 22－h B ＝1
4gt 2，所以D 项正确。
答案 D
3．(多选)在某一高度以v 0＝20 m/s 的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力)，当小球速度大小为10 m/s 时，以下判断正确的是(g 取10 m/s 2)( ) A ．小球在这段时间内的平均速度大小可能为15 m/s ，方向向上 B ．小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ，方向向下 C ．小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ，方向向上 D ．小球的位移大小一定是15 m
解析 小球被竖直向上抛出，做的是匀变速直线运动，平均速度可以用匀变速直线运动的平均速度公式v ＝v 0＋v
2求出，规定竖直向上为正方向，当小球的末速度大小为10 m/s 、方向竖直向上时，v ＝10 m/s ，用公式求得平均速度为15 m/s ，方向竖直向上，A 正确；当小球的末速度大小为10 m/s 、方向竖直向下时，v ＝
－10 m/s ，用公式求得平均速度大小为5 m/s ，方向竖直向上，C 正确；由于末速度大小为
10 m/s 时，球的位置一定，距起点的位移h ＝v 20－v 2
2g ＝15 m ，D 正确。
答案 ACD
题组二 追及相遇问题
4．(多选)如图1所示为两个物体A 和B 在同一直线上沿同一方向同时做匀加速运动的v －t 图象。已知在第3 s 末两个物体在途中相遇，则下列说法正确的是( )
图1
A ．两物体从同一地点出发
B ．出发时B 在A 前3 m 处
C ．3 s 末两个物体相遇后，两物体不可能再次相遇
D ．运动过程中B 的加速度大于A 的加速度
解析 已知在第3 s 末两个物体在途中相遇，由题图可求得3 s 内的位移，x A ＝6 m ，x B ＝3 m ，因此A 错误，B 正确；3 s 后物体A 的速度永远大于物体B 的速度，故二者不会再次相遇，C 正确；由题图象的斜率可以比较得出物体B 的加速度小于物体A 的加速度，D 错误。 答案 BC
5．(2015·驻马店高中高三第一次月考)2012年10月4日，云南省彝良县发生特大泥石流。如图2所示，一汽车停在小山坡底，突然司机发现在距坡底240 m 的山坡处泥石流以8 m/s 的初速度、0.4 m/s 2的加速度匀加速倾泄而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动。已知司机的反应时间为1 s ，汽车启动后以0.5 m/s 2的加速度一直做匀加速直线运动。试分析汽车能否安全脱离？
图2
解析 设泥石流到达坡底的时间为t 1，速率为v 1， 则x 1＝v 0t 1＋12a 1t 2
1，v 1＝v 0＋a 1t 1 代入数据得t 1＝20 s ，v 1＝16 m/s
而汽车在t 2＝19 s 的时间内发生位移为x 2＝1
2a 2t 22＝90.25 m ，速度为v 2＝a 2t 2＝9.5 m/s 令再经时间t 3，泥石流追上汽车，则有 v 1t 3＝x 2＋v 2t 3＋12a 2t 23
代入数据并化简得t 23－26t 3＋361＝0，因Δ<0，方程无解。 所以泥石流无法追上汽车，汽车能安全脱离。 答案 见解析
考点一
自由落体和竖直上抛运动规律 竖直上抛运动的处理方法
(1)分段法：把竖直上抛运动分为匀减速上升运动和自由落体运动两个过程来研究。 (2)整体法：从整个过程看，利用匀减速直线运动来处理。 (3)巧用竖直上抛运动的对称性
①速度对称：上升和下降过程经过同一位置时速度等大反向。
②时间对称：上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等。
【例1】 某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4 s 到达离地面40 m 高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，求： (1)燃料恰好用完时火箭的速度； (2)火箭上升离地面的最大高度；
(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间。 解析 设燃料用完时火箭的速度为v 1，所用时间为t 1。
火箭的运动分为两个过程，第一个过程为做匀加速上升运动，第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点。
(1)对第一个过程有h 1＝v 1
2t 1，代入数据解得v 1＝20 m/s 。 (2)对第二个过程有h 2＝v 21
2g ，代入数据解得h 2＝20 m
所以火箭上升离地面的最大高度h ＝h 1＋h 2＝40 m ＋20 m ＝60 m 。 (3)方法一 分段分析法
从燃料用完到运动至最高点的过程中，由v 1＝gt 2得t 2＝v 1g ＝20
10 s ＝2 s 从最高点落回地面的过程中由h ＝12gt 2
3，而h ＝60 m ，代入得t 3＝2 3 s 故总时间t 总＝t 1＋t 2＋t 3＝(6＋23) s 。 方法二 整体分析法
考虑从燃料用完到残骸落回地面的全过程，以竖直向上为正方向，全过程为初速度v 1＝20 m/s ，加速度a ＝－g ＝－10 m/s 2，位移h ′＝－40 m 的匀减速直线运动，即有h ′＝v 1t －1
2gt 2，代入数据解得t ＝(2＋23) s 或t ＝(2－23) s(舍去)，故t 总＝t 1＋t ＝(6＋23) s 。 答案 见解析
匀变速直线运动的基本公式和推论在自由落体和竖直上抛运动中均成立，不同的是公式中的加速度a ＝g 。 【变式训练】
1.我国空降兵装备新型降落伞成建制并完成超低空跳伞。如图3所示，若跳伞空降兵在离地面224 m 高处，由静止开始在竖直方向做自由落体运动，一段时间后，立即打开降落伞，以大小为1
2.5 m/s 2的平均加速度匀减速下降，为了空降兵的安全，要求空降兵落地速度最大不得超过5 m/s(g 取10 m/s 2)。则( )
图3
A ．空降兵展开伞时离地面高度至少为125 m ，相当于从2.5 m 高处自由落下
B ．空降兵展开伞时离地面高度至少为125 m ，相当于从1.25 m 高处自由落下
C ．空降兵展开伞时离地面高度至少为99 m ，相当于从1.25 m 高处自由落下
D ．空降兵展开伞时离地面高度至少为99 m ，相当于从2.5 m 高处自由落下
解析 若空降兵做自由落体运动的高度为h 时的速度为v ，此时打开降落伞并开始做匀减
速运动，加速度a ＝－12.5 m/s 2，落地时速度刚好为5 m/s ，故有：v 2＝2gh ，v 2t －v 2＝2a (H
－h )，解得h ＝125 m ，v ＝50 m/s 。为使空降兵安全着地，他展开伞时的高度至少为：H －h ＝99 m ，A 、B 错误；由v 2t ＝2gh ′可得h ′＝1.25 m ，故D 错误，C 正确。 答案 C
考点二 追及相遇问题 1．追及、相遇问题的实质
讨论追及、相遇问题，其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置的问题。
(1)两个等量关系：即时间关系和位移关系，这两个关系可以通过画草图得到。
(2)一个临界条件：即二者速度相等，它往往是物体能否追上、追不上或两者相距最远、最近的临界条件。
2．解答追及、相遇问题的常用方法
(1)物理分析法：抓住“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题目中的隐含条件，建立一幅物体运动关系的图景。
(2)数学极值法：设相遇时间为t ，根据条件列方程，得到关于时间t 的一元二次方程，用根的判别式进行讨论。若Δ>0，即有两个解，说明可以相遇两次；若Δ＝0，说明刚好追上或相遇；若Δ<0，无解，说明追不上或不能相遇。
(3)图象法：将两个物体运动的速度—时间关系在同一图象中画出，然后利用图象分析求解相关问题。(下一课时讲)
【例2】 甲、乙两车同时同地同向出发，在同一水平公路上做直线运动，甲的初速度v
甲
＝16 m/s ，加速度大小a 甲＝2 m/s 2，做匀减速直线运动，乙以初速度v 乙＝4 m/s ，加速度
大小a 乙＝1 m/s 2，做匀加速直线运动，求： (1)两车再次相遇前二者间的最大距离； (2)到两车再次相遇所需的时间。 解析 解法一 用物理分析法求解
(1)甲、乙两车同时同地同向出发，甲的初速度大于乙的初速度，但甲做匀减速运动，乙做匀加速运动，则二者相距最远时的特征条件是：速度相等， 即v 甲t ＝v 乙t
v 甲t ＝v 甲－a 甲t 1；v 乙t ＝v 乙＋a 乙t 1，得：t 1＝v 甲－v 乙a 甲＋a 乙
＝4 s
相距最远Δx ＝x 甲－x 乙＝(v 甲t 1－12a 甲t 21)－(v 乙t 1＋12a 乙t 21)＝(v 甲－v 乙)t 1－12(a 甲＋a 乙)t 2
1＝24 m 。 (2)再次相遇的特征是：二者的位移相等，即 v 甲t 2－12a 甲t 22＝v 乙t 2
＋12a 乙t 22，代入数值化简得 12t 2－32t 22＝0
解得：t 2＝8 s ，t 2′＝0(即出发时刻，舍去) 解法二 用数学极值法求解
(1)两车间的距离Δx ＝x 甲－x 乙＝(v 甲t －12a 甲t 2)－(v 乙t ＋12a 乙t 2)＝(v 甲－v 乙)t －1
2(a 甲＋a 乙)t 2＝12t －32t 2＝－3
2[(t －4)2－16]
显然，t ＝4 s 时两者距离最大，有Δx m ＝24 m 。 (2)当Δx ＝12t －3
2t 2＝0时再次相遇， 解得：t 2＝8 s ，t 2′＝0(舍去)。 答案 (1)24 m (2)8 s
1．解题思路和方法 分析物体运动过程画运动示意图
找两物体位移关系
列位移
方程
2．解题技巧
(1)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。 (2)审题应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，它们往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件。 【变式训练】
2．A 、B 两车在同一直线上，同向做匀速运动，A 在前，速度为v A ＝8 m/s ，B 在后，速度为v B ＝16 m/s ，当A 、B 两车相距x ＝20 m 时，B 车开始刹车，做匀减速运动，为避免两车相撞，刹车后B 车的加速度应为多大？
解析 如图所示，两物体相撞的条件为：同一时刻位置相同。设此时A 的位移为x A ，则B 的位移为x B ＝x A ＋x ，由运动学公式得：v B t －1
2at 2＝v A t ＋x ①
当B 车追上A 车时，若B 的速度等于A 的速度，则两车刚好相撞，v A ＝v B －at ② 由①②得a ＝1.6 m/s 2
故为避免两车相撞，B 车的加速度应大于1.6 m/s 2。 答案 大于1.6 m/s 2
1．(2014·北京大学附属中学河南分校高三第一次月考)如图4所示，在地面上一盘子C 的正上方A 处有一金属小球a 距C 为20 m ，在B 处有另一个金属小球b 距C 为15 m ，小球a 比小球b 提前1 s 由静止释放(g 取10 m/s 2)。则( )
图4
A ．b 先落入C 盘中，不可能在下落过程中相遇
B ．a 先落入
C 盘中，a 、b 下落过程相遇点发生在BC 之间某位置 C ．a 、b 两小球同时落入C 盘
D ．在a 球下落过程中，a 、b 两小球相遇点恰好在B 处
解析 小球a 、b 释放后均做自由落体运动，则有h ＝1
2gt 2，代入计算得t a ＝2 s ，t b ＝ 3 s ，小球a 提前1 s 释放，所以b 释放后a 运动t a －1 s ＝1 s 落入C 盘，比b 球早落入。选项A 、C 错。b 球释放时a 下落1 s ，此时下落的高度h ＝12gt ′2＝5 m ，刚好到达小球b 的同高处，此时b 开始释放，所以二者在B 点相遇，然后a 球超过b 球先落入盘中。选项D 对，B 错。 答案 D
2．(多选)在塔顶上将一物体竖直向上抛出，抛出点为A ，物体上升的最大高度为20 m 。不计空气阻力，设塔足够高。则物体位移大小为10 m 时，物体通过的路程可能为( ) A ．10 m B ．20 m C ．30 m D ．50 m
解析 物体从塔顶上的A 点抛出，位移大小为10 m 的位置有两处，如图所示，一处在A 点之上，另一处在A 点之下。在A 点之上时，位移为10 m 又有上升和下降两种过程。上升通过时，物体的路程L 1等于位移x 1的大小，即L 1＝x 1＝10 m ；下落通过时，路程L 2＝2H －x 1＝2×20 m －10 m ＝30 m 。在A 点之下时，通过的路程L 3＝2H ＋x 2＝2×20 m ＋10 m ＝50 m 。
答案 ACD
3．(多选)(2014·湖南十二校联考)汽车A 在红绿灯前停住，绿灯亮起时启动，以0.4 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，30 s 后以该时刻的速度做匀速直线运动，设在绿灯亮的同时，汽车B 以8 m/s 的速度从A 车旁边驶过，且一直以此速度做匀速直线运动，运动方向与A 车相同，则从绿灯亮时开始( ) A ．A 车在加速过程中与B 车相遇 B ．A 、B 两车相遇时速度相同 C ．相遇时A 车做匀速运动
D ．A 车追上B 车后，两车不可能再次相遇
解析 A 车在匀加速直线运动过程中的位移x A 1＝12a A t 21＝180 m ，此过程中B 车的位移x B 1＝v B t 1＝240 m>x A 1，故A 车在加速过程中没有与B 车相遇，A 错，C 对；之后因v A ＝a A t 1＝12 m/s>v B ，故A 车一定能追上B 车，相遇之后不能再相遇，A 、B 相遇时的速度一定不相同，B 错，D 对。 答案 CD
4．A 、B 两列火车，在同一轨道上同向行驶，A 车在前，其速度v A ＝20 m/s ，B 车速度v B ＝30 m/s ，因大雾能见度低，B 车在距A 车600 m 时才发现前方的A 车，因此B 车立即刹车，但B 车要减速运动1 800 m 才能够停止。 (1)B 车刹车后减速运动的加速度多大？
(2)若B 车刹车10 s 后，A 车以加速度a 2＝0.5 m/s 2加速前进，问能否避免事故？若能避免，则两车最近时相距多远？
解析 (1)设B 车减速运动的加速度大小为a 1，则 0－v 2B ＝－2a 1x 1
解得a 1＝v 2B
2x 1
＝0.25 m/s 2。
(2)设B 车减速时间t 时两车的速度相同，则 v B －a 1t ＝v A ＋a 2(t －Δt ) 代入数值解得t ＝20 s
在此过程中A 、B 两车前进的位移分别为：
x A＝v AΔt＋v A(t－Δt)＋1
2a2(t－Δt)
2＝425 m
x B＝v B t－1
2a1t
2＝550 m
有x A＋x>x B，所以两车不会发生撞车事故
此时两车相距最近，为Δx＝x A＋x－x B＝475 m。答案(1)0.25 m/s2(2)见解析
课堂测验
基本技能练
1．(2014·海南卷，3)将一物体以某一初速度竖直上抛。物体在运动过程中受到一个大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0，则()
A．t1>t0t2
C．t2>t0t2>t1D．t1 解析由题可知，空气阻力大小不变，故三段时间内均为匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的特点，将三个过程均看成初速度为零的匀变速直线运动，由h＝ 1 2at 2可知，加速度大的用时短，故正确答案为B。 答案 B 2．某同学在实验室做了如图1所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5 cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10－3 s，g取10 m/s2，则小球开始下落的位置距光电门的距离为() 图1 A．1 m B．1.25 m C．0.4 m D．1.5 m 解析小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度，v＝ x t＝5 m/s， 由自由落体运动规律可知h ＝v 2 2g ＝1.25 m ，B 正确。 答案 B 3．(多选)(2014·郑州第47中学高三第一次月考)甲、乙两物体，甲的质量为2 kg ，乙的质量为4 kg ，甲从20 m 高处自由落下，1 s 后乙从10 m 高处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为10 m/s 2。在两物体落地之前，下列说法中正确的是( ) A ．同一时刻甲的速度大 B ．同一时刻两物体的速度相同 C ．两物体从起点各自下落1 m 时的速度是相同的 D ．落地之前甲和乙的高度之差保持不变 解析 甲比乙先下落1秒，即t 甲＝t 乙＋1，由速度公式知，v 甲＝gt 甲>v 乙＝gt 乙，故A 项正确，B 项错误；由位移公式知，h 甲－h 乙＝12gt 2甲－12gt 2乙＝gt 乙＋12g ，故D 项错误；由速度－位移关系式知，自起点各自下落1 m 时的速度均为v ＝2gh ＝2×10×1 m/s ＝2 5 m/s ，故C 项正确。 答案 AC 4．(多选)一物体自距地面高H 处自由下落，经时间t 落地，此时速度为v ，则( ) A.t 2时物体距地面高度为H 2 B.t 2时物体距地面高度为3H 4 C ．物体下落H 2时速度为v 2 D ．物体下落H 2时速度为2v 2 解析 由于物体自由下落，所以H ＝1 2gt 2 所以h ′＝12g (t 2)2＝H 4，距地面为3 4H ，选项B 正确，选项A 错误；根据v 2＝2gH 及v ′2＝2g ·H 2知，物体下落H 2时速度为v ′＝22v ，选项D 正确，选项C 错误。 答案 BD 5．(2014·山东省潍坊一中阶段性检测)甲车以3 m/s 2的加速度由静止开始做匀加速直线运动，乙车落后2 s 在同一地点由静止出发，以加速度4 m/s 2做匀加速直线运动，两车速度方向一致，在乙车追上甲车之前，两车距离的最大值是( ) A. 18 m B. 24 m C. 22 m D. 28 m 解析 乙车从静止开始做匀加速运动，落后甲2 s ，则开始阶段甲车在前，当乙车速度小于甲车的速度时，两者距离增大；当乙车速度大于甲车的速度时，两者距离减小，则当两者速度相等时距离最大。即：a 甲(t 乙＋2)＝a 乙t 乙，得：t 乙＝6 s ；两车距离的最大值为Δx ＝x 甲－x 乙＝12a 甲(t 乙＋2)2－1 2a 乙t 2乙＝24 m ，故选B 。 答案 B 6．(多选)一物体做竖直上抛运动(不计空气阻力)，初速度为30 m/s ，当物体的位移为25 m 时，经历的时间为(g 取10 m/s 2)( ) A ．1 s B ．2 s C ．5 s D ．3 s 解析 根据竖直上抛运动的规律有h ＝v 0t －12gt 2 代入数据得关系式25＝30t －1 2×10t 2 解得t 1＝1 s ，t 2＝5 s t 1＝1 s 物体在上升阶段，t 2＝5 s 物体在下降阶段。选项A 、C 正确。 答案 AC 7．(2014·上海单科，8)在离地高h 处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v ，不计空气阻力，两球落地的时间差为( ) A.2v g B.v g C.2h v D.h v 解析 以竖直向下为正方向，对向上和向下抛出的两个小球，分别有h ＝－v t 1＋ 12gt 21，h ＝v t 2＋12gt 2 2，Δt ＝t 1－t 2，解以上三式得两球落地的时间差Δt ＝2v g ，故A 正确。 答案 A 8．(2014·江苏南通期末)科技馆中的一个展品如图2所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光间隔时间正好与水滴从A 下落到B 的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A 、B 、C 、D 四个位置不动，对出现的这种现象，下列描述正确的是(g ＝10 m/s 2)( ) 图2 A．水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足t AB B．闪光的间隔时间是 2 10s C．水滴在相邻两点间的平均速度满足v AB∶v BC∶v CD＝1∶4∶9 D．水滴在各点的速度之比满足v B∶v C∶v D＝1∶3∶5 解析由题图可知AB∶BC∶CD＝1∶3∶5，水滴做初速度为零的匀加速直线运动，由题意知水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间相等，A错；由h＝ 1 2gt 2可得水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间为 2 10s，即闪光的间隔时间是 2 10s， B对；由v＝x t知水滴在相邻两点间的平均速度满足v AB∶v BC∶v CD＝1∶3∶5，C错； 由v＝gt知水滴在各点的速度之比满足v B∶v C∶v D＝1∶2∶3，D错。 答案 B 能力提高练 9．(多选)从地面竖直上抛物体A，同时在某高度有一物体B自由落下，两物体在空中相遇时的速率都是v，则() A．物体A的上抛初速度大小是两物体相遇时速率的2倍 B．相遇时物体A已上升的高度和物体B已下落的高度相同 C．物体A和物体B落地时间相等 D．物体A和物体B落地速度相等 解析相遇时刻为B下落的中间时刻，可得：v＝0＋v0 2，即v0＝2v，A正确；从竖直上抛 运动速度的对称性可知，A上升的最大高度与B自由下落的高度相同，因此两物体落地速度相等，D正确；由初速度为0的匀变速直线运动规律可知，B下落高度与A上升高度之比为1∶3，B错误；A运动时间为B运动时间的两倍，C错误。 答案AD 10．(2014·河南灵宝质检)如图3所示，一个小球从地面竖直上抛。已知小球两次经过较低点A的时间间隔为T A，两次经过较高点B的时间间隔为T B，重力加速度为g，则A、B两点间的距离为() 图3 A.(T A －T B )g 2 B.(T 2A －T 2 B )g 2 C.(T 2A －T 2B )g 4 D.(T 2A －T 2B )g 8 解析 根据竖直上抛运动的对称性可知，A 、B 两点离最高点的高度分别为h A ＝12g ? ?? ??T A 22＝18 gT 2A ，h B ＝12g ? ?? ??T B 22＝18gT 2 B ，A 、B 两点间的距离Δh ＝h A －h B ＝(T 2A －T 2B )g 8，故D 正确。 答案 D 11．(多选)酒后驾驶存在许多安全隐患，原因在于酒后驾驶员的反应时间变长。反应时间是指驾驶员发现情况到采取制动的时间。表中思考距离是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离；制动距离是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小不变)。 速度/(m·s －1 ) 思考距离/m 制动距离/m 正常 酒后 正常 酒后 15 7.5 15.0 22.5 30.0 20 10.0 20.0 36.7 46.7 25 12.5 25.0 54.2 x 分析上表可知，下列说法正确的是( ) A ．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 s B ．当汽车以20 m/s 的速度行驶时，发现前方40 m 处有险情，酒后驾驶不能安全停车 C ．汽车以15 m/s 的速度行驶时，汽车制动的加速度大小为10 m/s 2 D ．表中x 为66.7 解析 反应时间内汽车做匀速运动，故从表中数据得到，多出的反应时间为：Δt ＝Δx v ＝15－7.5 15 s ＝0.5 s ，故A 正确；当汽车以20 m/s 的速度行驶时，发现前方40 m 处有险情，酒后驾驶的制动距离为46.7 m ，大于40 m ，故不能安全停车，故B 正确；汽车制动时，加速度大小为a ＝v 22x ＝152 2(30－15) m/s 2＝7.5 m/s 2，故C 错误；此时思考距离增加Δx ＝25 m －12.5 m ＝12.5 m ，故x ＝54.2 m ＋12.5 m ＝ 66.7 m ，故D 正确。 答案 ABD 12．(2014·高考信息卷)甲、乙两辆车在同一直轨道上向右匀速行驶，甲车的速度为v 1＝16 m/s ，乙车的速度为v 2＝12 m/s ，乙车在甲车的前面。当两车相距L ＝6 m 时，两车同时开始刹车，从此时开始计时，甲车以a 1＝2 m/s 2的加速度刹车，6 s 后立即改做匀速运动，乙车刹车的加速度为a 2＝1 m/s 2。求： (1)从两车刹车开始计时，甲车第一次追上乙车的时间； (2)两车相遇的次数； (3)两车速度相等的时间。 解析 (1)在甲减速时，设经时间t 相遇，甲和乙的加速度分别为a 1、a 2，位移分别为x 1、x 2，则有 x 1＝v 1t －12a 1t 2，x 2＝v 2t －1 2a 2t 2，x 1＝x 2＋L 联立解得t 1＝2 s ，t 2＝6 s 即在甲车减速时，相遇两次，第一次相遇的时间为t 1＝2 s (2)当t 2＝6 s 时，甲车的速度为v 1′＝v 1－a 1t 2＝4 m/s ，乙车的速度为v 2′＝v 2－a 2t 2＝6 m/s ，甲车的速度小于乙车的速度，但乙车做减速运动，设再经Δt 甲追上乙，有 v 1′Δt ＝v 2′Δt －1 2a 2Δt 2 解得Δt ＝4 s 此时乙仍在做减速运动，此解成立 综合以上分析知，甲、乙两车共相遇3次。 (3)第一次速度相等的时间为t 3，有 v 1－a 1t 3＝v 2－a 2t 3 解得t 3＝4 s 甲车匀速运动的速度为4 m/s ，第二次速度相等的时间为t 4，有 v 1′＝v 2－a 2t 4 解得t 4＝8 s 答案 (1)2 s (2)3次 (3)4 s 和8 s 自由落体与竖直上抛运动第一关：基础关展望高考 基础知识 一、自由落体运动 知识讲解 1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫自由落体运动. 2.特点 ①初速度v0=0. ②受力特点:只受重力作用,没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计. ③加速度是重力加速度g,方向始终竖直向下. 3.运动性质 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动. 4.自由落体加速度 在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度. ①方向:重力加速度g的方向总是竖直向下. ②大小:随地点的不同而不同.一般计算中取g=9.8m/s2,题中有说明或粗略计算中也可取g=10m/s2. 在地球表面上从赤道到两极,重力加速度随纬度的增大而逐渐增大;在地球表面上方越高处的重力加速度越小.在其他星球表面的重力加速度不可简单认为与地球表面的重力加速度相同. 5.自由落体运动的规律 自由落体运动可以看成匀变速直线运动在v0=0,a=g时的一种特例,因此其运动规律可由匀变速直线运动的一般公式得出 活学活用 1.关于自由落体运动,下列说法正确的是（） A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C.在自由落体运动过程中,不同质量的物体运动规律相同 D.物体做自由落体运动位移与时间成反比 解析：自由落体运动是指初速度为零,加速度为g 的竖直向下的匀加速直线运动.A 选项加速度不一定为g,故A 错.B 选项中物体的初速度不一定为0,运动方向也不一定竖直向下,不符合自由落体的定义,故B 错.加速度g 与质量无关,则运动规律也与质量无关,故C 对.自由落体的位移:x=12 gt 2,x 与t 2 成正比,故D 错. 答案：C 二、竖直上抛运动 知识讲解 1.概念:将物体以一定的初速度竖直向上抛出去,物体只在重力作用下的运动叫竖直上抛运动. 2.基本特征:只受重力作用且初速度竖直向上,以初速度方向为正方向则a=-g. 3.竖直上抛运动的基本规律 速度公式:v=v 0-gt 位移公式:x=v 0t- 12 gt 2 速度—位移关系:v 2 -2 0v =-2gx 4.竖直上抛运动的基本特点 ①上升到最高点的时间t=v 0/g. ②上升到最高点所用时间与从最高点落回到抛出点所用时间相等. 落回到抛出点的速度与抛出时速度大小相等,方向相反,上升过程与下落过程具有对称性,利用其运动的对称性解决问题有时很方便. ③上升的最大高度H=20 v .2g 活学活用 2.在h=12m 高的塔上,以一定初速度竖直上抛出一个物体,经t=2s 到达地面,则物体抛出时初速度v 0 多大?物体上升的最大高度是多少?(离地面的高度)(g 取10m/s 2 ) 解析： 方法一:把物体看做匀减速上升和自由下落两个过程.设上升时间为t1,下降时间为t2.则物体抛出的 初速度v 0=gt 1,物体上升到达最高点时离地面的高度H=2 21gt 2 ,同时20v H h 2g =+,又t 1+t 2=t=2s,联立以上四 浅谈小学数学中相遇问题的教学 新课标指出：义务教育阶段的教学课程，其基本出发点是促进学生全面、持续、和谐的发展。它不仅要考虑数学自身的特点，更应遵循学生学习数学的心理规律，强调从学生已有的生活经验出发，让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程，进而使学生获得对数学理解的同时，在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。我结合教学实践经验，以小学数学中的相遇问题，谈谈数学教学理论在实践中如何应用的。 相遇问题是冀教版第五单元四则混合运算（二）的第一课时，这是在学生四年级第一次接触行程问题的后，再次对行程类问题数量关系进行分析的第二次教学。相遇问题是一个经典的行程问题，而行程问题一直是小学数学解决问题中教学的难点，行程问题变化多端、数量关系复杂。从这个意义上说，研究相遇问题的教学对于研究解决问题教学有典型意义。小学生的思维正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，这就形成二者之间的差异。因此，在面对实际问题时，总会把简单问题复杂化，把形象问题过于抽象，正处于过渡时期的他们思想很不成熟，所以思考问题就会产生各样的不足，常常不能把相遇时间、地点及方向正确直观的表述出来。 本节课设计重点如何培养学生的分析数量关系的能力，并能根据实际情况选择合理的解决方法。如何辨析清楚行程问题中的各种数量关系，将以前所学分裂状态的知识进行整合？我认为探讨这类课型的教学时，不妨放慢脚步，采用整体规划，分层推进，单元建模的方式，让学生细细品味行程问题，让学生初步形成对行程问题的整体建构，以及对类似行程问题的解题方法进行建模。 一、整体规划问题教学，初步建构学生头脑的知识结构。 在小学阶段，行程问题是相当复杂的，有相向、同向、背向、有相遇、相离问题的形式，学生很容易混淆，错误频发，即使反复讲解，效果甚微。因此我们进行教学设计时，先以一类问题为突破点，重点研讨，进而发散到其他类型的问题，引导学生找出共性，区别差异，让学生真正的学会分析问题和解决问题。学会学习方法，真正做到培养学生的学习能力。奥苏贝尔认为有意义学习的核心是：学生是否习得新信息，主要取决于他们认知结构中已有的有关概念；有意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用才可以发生的，由于这种相互作用的结果导致了新旧知识的意义的“同化”。 【学习目标】 1、掌握追及及相遇问题的特点 2、能熟练解决追及及相遇问题 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： 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：两物体速度相等，即v甲=v乙。 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，并会有两次相遇 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。 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匀减速运动的物体甲追赶同向的匀速运动的物体已时，情形跟⑵类似。 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，并会有两次相遇 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。 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。 3、分析追及问题的注意点： ⑴要抓住一个条件，两个关系： ①一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。 ②两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v-t图象的应用。 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。 【典型例题】 1．在十字路口，汽车以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的速度匀速驶过停车线与汽车同方向行驶，求： 什么时候它们相距最远？最远距离是多少？ 追击和相遇问题 一、追击问题的分析方法: A. 根据追逐的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; ? ?? ;.;.的数量关系找出两个物体在位移上间上的关系找出两个物体在运动时C B 相关量的确定 D.联立议程求解. 说明:追击问题中常用的临界条件: ⑴速度小者追速度大者,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,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. 1．一车处于静止状态,车后距车S0=25处有一个人,当车以1的加速度开始起动时,人以6的速度匀速追车,能否追上?若追不上,人车之间最小距离是多少? 答案.S 人-S 车=S 0 ∴ v 人t-at 2 /2=S0 即t 2 -12t+50=0 Δ=b 2 -4ac=122-4×50=-56<0 方程无解.人追不上车 当v 人=v 车at 时,人车距离最小 t=6/1=6s ΔS min =S 0+S 车-S 人 =25+1×62 /2-6×6=7m 2．质点乙由B 点向东以10的速度做匀速运动,同时质点甲从距乙12远处西侧A 点以4的加速度做初速度为零的匀加速直线运动.求: ⑴当甲、乙速度相等时,甲离乙多远? ⑵甲追上乙需要多长时间?此时甲通过的位移是多大? 答案.⑴v 甲=v 乙=at 时, t=2.5s ΔS=S 乙-S 甲+S AB =10×2.5-4×2.52 /2+12=24.5m ⑵S 甲=S 乙+S AB at 2/2=v 2t+S AB t 2 -5t-6=0 t=6s S 甲=at 2/2=4×62 /2=72m 3.在平直公路上,一辆摩托车从静止出发,追赶在正前方100m 处正以v 0=10m/s 的速度匀速前进的卡车.若摩托车的最大速度为v m =20m/s,现要求摩托车在120s 内追上卡车,求摩托车的加速度应满足什么 答案.摩托车 S 1=at 12 /2+v m t 2 v m =at 1=20 卡车 S 2=v o t=10t S 1=S 2+100 T=t 1+t 2 t ≤120s a ≥0.18m/s 2 【例6*】杂技演员把3个球依次竖直向上抛出，形成连续的循环。在循环中，他每抛出一球后，再过一段与刚抛出的球刚才在手中停留时间相等的时间，又接到下一个球，这样，在总的循环过程中，便形成有时空中有3个球，有时空中有2个球，而演员手中则有一半时间内有1个球，有一半时间内没有球。设每个球上升的高度为1.25m ，取210/g m s =，则每个球每次在手中停留的时间是_________________。 1.12: 自由落体和竖直上抛运动的习题课 【内容导学】 一、自由落体规律的应用 1、自由落体运动为初速为零的匀加速运动，因此前面所讲的各种比例关系对自由落体运动均是适用的。 2、己知自由落体最后阶段的位移s ?和时间t ?，通常有以下几种方法求运动总时间和下落总高度： ①研究这一段，利用位移关系1n n s s s -?=-列式，由2211()22s gt g t t ?= --?得到自由落体的总时间t 。 ②研究这一段，利用2012s v t at =+ ，先求出这一段的初速度0v 。再由0v t t g =+?得到自由落体的总时间t 。 ③研究这一段，利用/2t s v v gt t ?===?中，2 t t t ?=+中得到自由落体的总时间t 。 二、竖直上抛运动的特点 1、竖直上抛运动的两种研究方法 ①分段法：上升阶段是匀减速直线运动，下落阶段是自由落体运动；下落过程是上升过程的逆过程。上升阶段逆向考虑也可灵活应用比例关系求解。 ②整体法：从全程来看，加速度方向始终与初速度0v 的方向相反，所以可把竖直上抛运动看成是一个匀变速直线运动，要特别注意0v 、t v 、g 、s 等矢量的正负号。一般选取竖直向上为正方向，0v 总是正值，上升过程中t v 为正值，下降过程t v 为负值；物体在抛岀点以上时s 为正值，物体在抛出点以下时s 为负值。 2、竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性 ①速度对称：上升和下降过程经过同一位置时速度等大、反向。 ②时间对称：上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等。 三、相遇和追及问题 自由落体和竖直上抛运动中的相遇和追及问题，与前面讨论的匀变速直线运动追及问题有相 同的特征，但也有它独特的处理方法。 1、图像法 自由落体和竖直上抛运动的s t -图均为抛物线，利用s t -图像有时可以方便地处理相遇或追及问题。 2、相对运动 ①两个不同时自由下落的物体间的相对运动是匀速直线运动。 初一数学追及问题和相遇问题列方程的技巧行程问题 在行车、走路等类似运动时，已知其中的两种量，按照速度、路程和时间三者之间的相互关系，求第三种量的问题，叫做“行程问题”。此类问题一般分为四类：一、相遇问题；二、追及问题；三、相离问题；四、过桥问题等。 行程问题中的相遇问题和追及问题主要的变化是在人（或事物）的数量和运动方向上。相遇（相离）问题和追及问题当中参与者必须是两个人（或事物）以上；如果它们的运动方向相反，则为相遇（相离）问题，如果他们的运动方向相同，则为追及问题。 相遇问题 两个运动物体作相向运动，或在环形道口作背向运动，随着时间的延续、发展，必然面对面地相遇。这类问题即为相遇问题。 相遇问题的模型为：甲从A地到B地，乙从B地到A地，然后甲，乙在途中相遇，实质上是两人共同走了A、B之间这段路程，如果两人同时出发，那么：A，B两地的路程＝(甲的速度＋乙的速度)×相遇时间＝速度和×相遇时间 基本公式有： 两地距离=速度和×相遇时间 相遇时间=两地距离÷速度和 速度和=两地距离÷相遇时间 二次相遇问题的模型为：甲从A地出发，乙从B地出发相向而行，两人在C地相遇，相遇后甲继续走到B地后返回，乙继续走到A地后返回，第二次在D地相遇。则有： 第二次相遇时走的路程是第一次相遇时走的路程的两倍。 相遇问题的核心是“速度和”问题。利用速度和与速度差可以迅速找到问题的突破口，从而保证了迅速解题。 相离问题 两个运动着的动体，从同一地点相背而行。若干时间后，间隔一定的距离，求这段距离的问题，叫做相离问题。它与相遇问题类似，只是运动的方向有所改变。 解答相离问题的关键是求出两个运动物体共同趋势的距离（速度和）。 基本公式有： 两地距离=速度和×相离时间 相离时间=两地距离÷速度和 速度和=两地距离÷相离时间 相遇（相离）问题的基本数量关系： 速度和×相遇（相离）时间＝相遇（相离）路程 在相遇(相离)问题和追及问题中，必须很好的理解各数量的含义及其在数学运算中是如何给出的，这样才能够提高解题速度和能力。 追及问题 两个运动着的物体从不同的地点出发，同向运动。慢的在前，快的在后，经过若干时间，快的追上慢的。有时，快的与慢的从同一地点同时出发，同向而行，经过一段时间快的领先一段路程，我们也把它看作追及问题。 解答这类问题要找出两个运动物体之间的距离和速度之差，从而求出追及时间。解题的关键是在互相关联、互相对应的距离差、速度差、追及时间三者之中，找出两者，然后运用公式求出第三者来达到解题目的。 基本公式有： 追及（或领先）的路程÷速度差=追及时间 速度差×追及时间=追及（或领先）的路程 追及（或领先）的路程÷追及时间=速度差 要正确解答有关“行程问题”，必须弄清物体运动的具体情况。如：运动的方向（相向、相背、同向），出发的时间（同时、不同时），出发的地点（同地、不同地）、运动的路线（封闭、不封闭），运动的结果（相遇、相距多少、追及）常用公式： 行程问题基本恒等关系式：速度×时间=路程，即S=vt. 行程问题基本比例关系式：路程一定的情况下，速度和时间成反比； 追及与相遇问题 1、追及与相遇的实质 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、理清两大关系： 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。 4、三种典型类型 （1）同地出发，初速度为零的匀加速直线运动A 追赶同方向的匀速直线运动B ①当 B A v v =时，A 、B 距离最大； ②当两者位移相等时， A 追上B ，且有B A v v 2= （2）异地出发，匀速直线运动B 追赶前方同方向的初速度为零的匀加速直线运动A 判断B A v v =的时刻，A 、B 的位置情况 ①若B 在A 后面，则B 永远追不上A ，此时AB 距离最小 ②若AB 在同一处，则B 恰能追上A ③若B 在A 前，则B 能追上A ，并相遇两次 （3）异地出发，匀减速直线运动A 追赶同方向匀速直线运动B ①当B A v v =时，A 恰好追上B ，则A 、B 相遇一次，也是避免相撞刚好追上的临界条件； ②当B A v v =时，A 未追上B ，则A 、B 永不相遇，此时两者间有最小距离； ③当B A v v >时，A 已追上B ，则A 、B 相遇两次，且之后当两者速度相等时，两者间有最大距离。 5、解追及与相遇问题的思路 （1）根据对两物体的运动过程分析，画出物体运动示意图 （2）根据两物体的运动性质，（巧用“速度相等”这一条件）分别列出两个物体的位移方程，注意要将两物体的运动时间的关系反映在方程中 （3）由运动示意图找出两物体位移间的关联方程 （4）联立方程求解 注意：仔细审题，充分挖掘题目中的隐含条件，同时注意t v -图象的应用 【典型习题】 【例1】在十字路口，汽车以0.5m/s 2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）汽车追上自行车之前，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？ 追及相遇问题专题 追击和相遇问题 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：“两个关系，一个条件” （1）时间关系 ：0 t t t B A ±= （2）位 移关系：0 A B x x x =± （3）速临界条件： 两者速度相等——是物体间能否追上、恰好避免相碰、（两者）距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点。 3. 相遇和追击问题剖析： (一) 追及问题（设甲追乙，两物体初始时刻相距 x ） 1.第一类：速度小者加速追速度大者（如做初速度为零的匀加速物体追匀速运动物体） （1）两者速度相等前间距在增大，当两者速度相等时有最大距离，之后两者距离减小 （2）当两者位移满足甲 乙 x x x =+0时，则追上 2.第二类：速度大者减速追速度小者（如做匀减速直线运动追匀速运动） （1）开始追及后，两者间距减小 （2）当两者速度相等时： ① 若两者位移差满足0 -x x x x ==?乙甲 ，则甲恰好追上乙，且只相遇一次（避免碰撞的条件） ② 若两者位移差满足0 -x x x x <=?乙甲 ，则不能追 上，两者存在最小间距为甲 乙 x x x -0+ ③ 若两者位移差满足0 -x x x x >=?乙甲 ，则会相遇两 次 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v t -图象的应用。 (二)、相遇问题 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 微专题培优练1自由落体和竖直上抛运动 1．从某高处释放一粒小石子，经过1 s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将()． A．保持不变B．不断增大 C．不断减小D．有时增大，有时减小 解析设第1粒石子运动的时间为t s，则第2粒石子运动的时间为(t－1)s， 两粒石子间的距离为Δh＝1 2gt 2－1 2g(t－1) 2＝gt－1 2g，可见，两粒石子间的距离随 t的增大而增大，故B正确． 答案 B 2．从水平地面竖直向上抛出一物体，物体在空中运动，到最后又落回地面．在不计空气阻力的条件下，以下判断正确的是()． A．物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度不相同 B．物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度方向相反 C．物体上升过程经历的时间等于物体下落过程经历的时间 D．物体上升过程经历的时间小于物体下落过程经历的时间 解析物体竖直上抛，不计空气阻力，只受重力，则物体上升和下降阶段加速度相同，大小为g，方向向下，A错误，B错误；上升和下落阶段位移大小相等，加速度大小相等，所以上升和下落过程所经历的时间相等，C正确，D错误．答案 C 图1 3．取一根长2 m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘．在线的一端系上第一个垫圈，隔12 cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、 84 cm，如图1所示．站在椅子上，向上提起线的另一端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内．松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5各垫圈()． A．落到盘上的声音时间间隔越来越大 B．落到盘上的声音时间间隔相等 C．依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶2 D．依次落到盘上的时间关系为1∶(2－1)∶(3－2)∶(2－3) 解析垫圈之间的距离分别为12 cm、36 cm、60 cm、84 cm，满足1∶3∶5∶7的关系，因此时间间隔相等，A项错误，B项正确．垫圈依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4∶…，垫圈依次落到盘上的时间关系为1∶2∶3∶4∶…，C、D 项错误． 答案 B 4．一物体自空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出，1 s后物体的速率变为10 m/s，则此时物体的位置和速度方向可能是(不计空气阻力，g＝10 m/s2)()． A．在A点上方，速度方向向下 B．在A点上方，速度方向向上 C．正在A点，速度方向向下 D．在A点下方，速度方向向下 解析做竖直上抛运动的物体，要先后经过上升和下降两个阶段，若1 s后物体处在下降阶段，即速度方向向下，速度大小为10 m/s，那么抛出时的速度大小为0，这显然与题中“以一定的初速度竖直向上抛出”不符，所以1 s后物体只能处在上升阶段，即此时物体正在A点上方，速度方向向上． 答案 B 5．一个从地面竖直上抛的物体，它两次经过一个较低的点a的时间间隔是T a，两次经过一个较高点b的时间间隔是T b，则a、b之间的距离为()． 北师大版六年级数学中 的相遇问题 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】 相遇问题练习5 例题：1.客货两车同时从甲乙两地出发，客车每小时行驶50千米，货车每小时行驶40千米，经过4小时两车相遇，求甲乙两地的路程 练习： 1．甲乙两人骑自行车分别从两城同时出发，甲每小时行16千米，乙每小时比加快4千米，经过小时相遇，求甲乙两城相距多少千米 2．甲乙两列火车上午8时分别从甲乙两地出发，下午4时在一个车站相遇，甲车速度是50千米，乙车3小时行驶120千米，求甲乙两地的铁路长多少千米 3．一列客车和一列货车同时从两地相对而行，5小时后两车相遇，相遇时货车行驶了225千米，客车速度比货车快10千米，两地相距多少千米 4．两辆汽车同时从一个地方反向而行，甲车速度是45千米，乙车速度是38千米，小时后两车相距多少千米 5．两列火车同事从甲乙两城相对出发，甲每小时行57千米，乙每小时行驶68千米，24小时后，两列火车还相距20千米未相遇，求甲乙两地相距多少千米 6．两辆汽车同时从两成相对出发，车每小时行32千米，乙车每小时行的速度是乙车的倍，小时后两车又相距千米，两个城市相距多少千米 7．一辆慢车和一辆快车同时从甲乙两地相对而行，慢车5小时行驶240千米，正好与快车相遇，相遇后快车继续行驶了4小时到达乙地，甲乙两地相距多少千米 8．一辆慢车和一辆快车同时从甲乙两地相对而行，4小时后相遇，相遇后快车继续行驶了3小时到达乙地，已知慢车速度为45千米，甲乙两地相距多少千米 引2。从北京到沈阳铁路长738千米，两列火车从两地同时出发，北京出发的火车每小时行59千米，沈阳出发的火车每小时64千米，两列火车几小时可以相遇 1.甲乙两人同时从一地相背而行，价每小时行4千米，乙每小时行3千米，几小时后两 人相距72千米 2.两座城市相距500千米，一列客车和一列货车同时从两地相对出发，货车平均每小时 行45千米，比客车速度少10千米，两车几小时相遇 3.两地相距360千米，甲车行完全程要9小时，乙车每小时比甲车快10千米，两车同时 从两地相对出发，几小时可以相遇 4.甲乙两船同时从相距225千米的两港出发，甲船每半小时行千米，乙船3小时行150 千米，经过几小时两船相遇 5.两车站间距628千米，两列火车同时从两车站相对出发，甲火车每小时行72千米，乙 火车每小时行60千米，两车行几小时还相距100千米行几小时又相距164千米 6.甲乙两人同时从相距81千米的东西两城出发，甲从东城出发每小时行15千米，乙从 西城出发每小时行12千米，距西城多少千米时两人相遇 7.摩托车每小时行54千米，比卡车快16千米，两车从相距5千米的两地相背而行，几 小时后两车相距25千米 8.两地相距650千米，甲乙两辆车从两地同时相对出发，小时后，两车相距400千米。 两车再行驶几小时方能相遇 专题：直线运动中的追击和相遇问题 一、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。 二、 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 ：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。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。 三、追击、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:追击问题中常用的临界条件: ⑴速度小者追速度大者,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,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）：v 1< v 2时，两者距离变大；v 1= v 2时， 两者距离最大；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？ 答案：（1） 2s 6m （2）12m/s (二)．匀速运动追匀加速运动的情况（开始时v 1> v 2）：v 1> v 2时，两者距离变小；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。 【例2】一个步行者以6m/s 的最大速率跑步去追赶被红灯阻停的公共汽车，当他距离公共汽车25m 时，绿灯亮了，汽车以1m/s 2的加速度匀加速启动前进，问：人能否追上汽车？若能追上，则追车过程中人共跑了多少距离？若不能追上，人和车最近距离为多少？ 答案：不能追上 7m (三)．匀减速运动追匀速运动的情况（开始时v 1> v 2）：v 1> v 2时，两者距离变小；v 1= v 2时，①若满足x 1 实用标准文档 行程问题---相遇问题 1、甲乙两人分别从相距27.3千米的两地同时出发相向而行，甲每小时走6.2千米，乙每小时走4.3千米。两人几小时后相遇？ 2、甲乙两艘轮船分别从A、B两港同时出发相向而行，甲船每小时行驶18.5千米，乙船每小时行驶15.6千米，经过6小时两船在途中相遇。两地间的水路长多少千米？ 3、甲乙两车分别从相距480千米的A、B两城同时出发，相向而行，已知甲车从A城到B城需6小时，乙车从B城到A城需12小时。两车出发后多少小时相遇？ 4、一列快车和一列慢车分别从甲乙两地同时相向而行。快车10小时可以到达乙地，慢车15小时可以到达甲地。已知快车每小时比慢车多行20千米，两车出发后几小时相遇？ 5、甲、乙两车同时从东、西两地相向开出，甲车每小时行56.4千米，乙车每小时行48.6千米。两车在距中点42.9千米处相遇，东、西两地相距多少千米? 6、.甲、乙两汽车同时从两地出发，相向而行。甲汽车每小时行52.6千米，乙汽车每小时行55.4千米，两车在距中点16.8千米处相遇。求两地之间的路程是多少千米？ 7、一辆汽车和一辆摩托车同时从A、B两城相对开出，汽车每小时行62.5千米，摩托车每小时行70千米，当摩托车行到两地中点处时，与汽车还相距30千米。求A、B两城之间的距离？ 8、甲乙两地相距60千米，甲乙两人都骑自行车从A城同时出发，甲比乙每小时慢4千米，乙到B城当即折返，于距B城12千米处与甲相遇，那么甲的速度是多少？ 文案大全 9、快车和慢车同时从甲、乙两地相向开出，快车每小时行40千米，经过3小时，快车已驶过中点25千米，这时快车与慢车还相距7千米。慢车每小时行多少千米？ 10、兄弟二人同时从学校和家中出发，相向而行。哥哥每分钟行120米，5分钟后哥哥已超过中点50米，这时兄弟二人还相距30米。弟弟每分钟行多少米？ 11.汽车从甲地开往乙地，每小时行32千米。4小时后，剩下的路比全程的一半少8千米，如果改用每小时56千米的速度行驶，再行几小时到达乙地？ 12、甲乙两车同时从A、B两地相对开出，4小时后相遇，甲车再开3小时到达B地。已知甲车每小时比乙车快20千米，则A、B两地相距多少千米？ 13、甲，乙两辆汽车同时从东西两城相向开出，甲车每小时行60千米，乙车每小时行56千米，两车在距中点16千米处相遇．东西两城相距多少千米？ 14、．甲、乙两辆汽车同时从东西两城相向开出，甲车每小时行84千米，乙车每小时行68千米，两车在距中点32千米处相遇．东西两城相距多少千米？ 15、．一辆客车和一辆货车同时从甲，乙两地相向而行.客车每小时行80千米，货车每小时行65千米。货车先行51千米后客车才出发，结果两车正好在甲乙两地中点相遇，这时客车行了多少千米？ 16、甲、乙两车分别从相距240千米的A、B两城同时出发，相向而行，已知甲车到达B城需3小时，乙车到达A城需6小时，问：两车出发后多长时间相遇？ 此文档下载后即可编辑 追及相遇问题专题总结 一、 解相遇和追及问题的关键 （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。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。 二、追及问题中常用的临界条件: 1、速度小者追速度大者,追上前两个物体速度相等时,有最大距离； 2、速度大者减速追赶速度小者,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： （1）当两者速度相等时，若追者仍没有追上被追者，则永远追不上，此时两者之间有最小距离。 （2）若两者速度相等时恰能追上，这是两者避免碰撞的临界条件。 （3）若追者追上被追者时，追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还有一次追上追者的机会，即会相遇两次。 二、图像法:画出v t -图象。 1、速度小者追速度大者（一定追 上） 追击与相遇问题专项典型例题分析 (一)．匀加速运动追匀速运动的情况（开始时v1< v2）：v1< v2时，两者距离变大；v 时， 2 两者距离最大；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)小汽车什么时候追上自行车，此时小汽车的速度是多少？ 【针对练习】一辆执勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边驶过的货车（以8m/s的速度匀速行驶）有违章行为时，决定前去追赶，经2.5s将警车发动起来，以2m/s2的加速度匀加速追赶。求：①发现后经多长时间能追上违章货车？②追上前，两车最大间距是多少？ (二)．匀速运动追匀加速运动的情况（开始时v1> v2）：v1> v2时，两者距离变小；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x1=x2+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。 【例2】一辆汽车在十字路口等绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开使行驶，恰在这时一辆自行车在汽车后方相距20m的地方以6m/s的速度匀速行驶，则自行车能否追上汽车？若追不上，两车间的最小间距是多少？ 1-3自由落体和竖直上抛 一、选择题 1．关于自由落体运动，下列说法中正确的是() A．自由落体运动是一种匀速直线运动 B．物体刚下落时，速度和加速度都为零 C．物体的质量越大，下落时加速度就越大 D．物体在下落的过程中，每秒速度都增加9.8m/s [答案] D [解析]本题考查对自由落体运动的理解。自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故A错；物体刚下落时，速度为零，但加速度不为零，故B错；物体下落的加速度与物体的质量无关，故C错；自由落体加速度为9.8m/s2，表示每秒钟速度增加9.8m/s，故D 正确。 2．(2012·北京朝阳统考)科技馆里有一个展品，该展品放在暗处，顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置，在频闪光源的照射下，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动，如图所示。某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔，用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中几滴水滴间的距离，由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为(g取10m/s2)() A．0.01s B．0.02s C．0.1s D．0.2s [答案] C [解析] 第1滴水滴与第2滴水滴之间的距离为x 1＝10.0cm －1.0cm ＝9.0cm ，第2滴与第3滴之间的距离为x 2＝29.0cm －10.0cm ＝19.0cm ，相邻水滴间距之差为Δx ＝x 2－x 1＝10.0cm ＝0.1m ，由公式Δx ＝gt 2知，该装置喷射水滴的时间间隔为t ＝Δx g ＝0.1 10 s ＝0.1s ，选项C 对。 3．某物体以30m/s 的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g 取10m/s 2,5s 内物体的( ) A ．路程为65m B ．位移大小为25m ，方向向上 C ．速度改变量的大小为10m/s D ．平均速度大小为13m/s ，方向向上 [答案] AB [解析] 初速度为30m/s ，只需3s 即可上升到最高点，位移为h 1＝v 20 2g ＝45m ，再自由下 落2s ，下降高度为h 2＝0.5×10×22m ＝20m ，故路程为65m ，A 对；此时离抛出点高25m ，故位移大小为25m ，方向竖直向上， B 对；此时速度为v ＝10×2m/s ＝20m/s ，方向向下，速度改变量大小为50m/s ，C 错；平均速度为v ＝25 5 m/s ＝5m/s ，D 错． 4．(2012·福建师大附中联考)一物体自空中的A 点以一定的初速度竖直向上抛出，1s 后物体的速率变为10m/s ，则此时物体的位置和速度方向可能是(不计空气阻力，取g ＝10m/s 2)( ) A ．在A 点上方，速度方向向下 B ．在A 点上方，速度方向向上 C ．在A 点，速度方向向下 D ．在A 点下方，速度方向向下 [答案] B [解析] 做竖直上抛运动的物体，要先后经过上升和下降两个阶段，若1s 后物体处在下降阶段，即速度方向向下，速度大小为10m/s ，那么，1s 前即抛出时的速度大小为0，这显然与题中“以一定的初速度竖直向上抛出”不符，所以1s 后物体只能处在上升阶段，此时物体正在A 点上方，速度方向向上，选项B 对。 5．(2012·上海卷)小球每隔0.2s 从同一高度抛出，做初速度为6m/s 的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第一个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为(g 取10m/s 2)( ) A ．三个 B ．四个 数学中的相遇问题（一） 我们把研究路程、时间、速度之间关系的一类问题，称为行程问题。行程问题的基本数量关系式是： ①速度×时间＝路程，②路程÷时间＝速度，③路程÷速度＝时间 相遇问题是行程问题中的主要类型。相遇问题中的主要数量关系式是： 总路程÷速度和＝相遇时间，解答相遇问题，通过画图来帮助理解题意，分析数量关系，常能收到很好的效果。 例1、两辆汽车同时从甲乙两地相对开出，一辆汽车每小时行56千米，另一辆汽车每小时行63千米，经过4小时两车相遇。甲乙两地相距多少千米？ 例2、甲乙两地相距135千米，小李和小刘分别从甲乙两地骑自行车同时出发，相向而行，小李每小时行15千米，小刘每小时行12千米。几小时后两人相遇？ 例3、甲乙两地相距460千米，一辆公共汽车和一辆小轿车同时从甲乙两地出发，相向而行，经过5小时相遇。已知公共汽车的速度是每小时40千米，小轿车的速度是每小时多少千米？ 例4、一列货车和一列客车同时从某站向相反方向开出，货车每小时行34千米，客车每小时行38千米，6小时后两车相距多少千米？ 例5、甲乙二人同时从两地出发，相向而行，甲每分钟行68米，乙每分钟62米，15分钟后，两人过了相遇点又相距150米，两地间的路程长多少千米？ 例6、一列火车每小时行48千米，它从甲站开出后2小时，另一列火车以同样的速度从乙站相对开出，经过3小时与甲车相遇。甲乙两站相距多少千米？ 例7、一辆公共汽车和一辆小轿车同时从相距598千米的两地相向而行。公共汽车每小时行40千米，小轿车每小时行52千米。几小时后两车相距138千米？（考虑不同的情况） 8、甲乙两队学生从相隔18千米的两地同时出发，相向而行。一个同学骑自行车以每小时14千米的速度在两队间不停地往返联络。甲队每小时行5千米，乙队每小时行4千米，两队相遇时，骑自行车的同学共行多少千米？ 9、甲乙两车同时同地背向而行，甲车每小时行50千米，乙车每小时行42千米，当甲车比乙车多行32千米时，甲乙两车相距多少千米？ 10、甲乙两车同时从东西两地相向开出。甲车每小时行56千米，乙车每小时行48千米，两车在离中点32千米处相遇。东西两地相距多少千米？ 11、甲乙两城之间的公路长420千米，两辆汽车同时从甲城开往乙城，第一辆汽车每小时行42千米，第二辆汽车每小时行28千米，第一辆汽车到达乙城后立即返回，两辆汽车从开出到相遇共用了几小时？ 12、甲乙两人同时同地同向而行，甲骑自行车，每小时行15千米；乙步行，每小时行5千米。甲行驶了120千米时，转向返回，与乙相遇时，两人各行了多少千米？ 数学中的相遇问题（二） 通过上周的学习，我们知道，相遇问题中总路程、相遇时间和速度和之间有如下的关系：①速度和×相遇时间＝总路程②总路程÷速度和＝相遇时间③总路程÷相遇时间＝速度和。 简单的相遇与追及问题 一、学习目标 1. 理解相遇与追及的运动模型，掌握相遇与追及这两种情况下路程、时间、速度这三个基本量之间的关系.会利用这个关系来解决一些简单的行程问题. 2. 体会数形结合的数学思想方法. 二、主要内容 1. 行程问题的基本数量关系式： 路程=时间×速度；速度=路程÷时间；时间=路程÷速度. 2．相遇问题的数量关系式： 相遇路程=相遇时间×速度和； 速度和=相遇路程÷相遇时间； 相遇时间=相遇路程÷速度和. 3.追及问题的数量关系式： 追及距离=追及时间×速度差； 速度差=追及距离÷追及时间； 追及时间=追及距离÷速度差. 4. 能熟练运用路程、时间、速度这三个基本量的关系，结合图形分析，解决一些简单的行程问题. 三、例题选讲 例1两辆汽车同时分别从相距500千米的A，B两地出发，相向而行，速度分别为每小时40千米和每小时60千米.求几小时后两车相遇. 例2甲车在乙车前200千米，同时出发，速度分别为每小时40千米与60千米.问多少小时后，乙车追上甲车. 例3一辆公共汽车和一辆小轿车同时从相距598千米的两地相向而行.公共汽车每小时行40千米，小轿车每小时行52千米，问几小时后两车相距138千米？ 例4 甲、乙两辆汽车同时从东、西两地相向开出，甲车每小时行56千米，乙车每小时行48千米，两车在离中点32千米处相遇.求东、西两地相距多少千米？ 例5甲、乙两人同时从相距18千米的两地相向而行，甲每小时行4千米，乙每小时行5千米.甲带着一只狗，每小时走20千米，狗走得比人快，同甲一起出发，碰到乙后，它往甲方向奔走；碰到甲后，它又往乙方向奔走，直到甲、乙两人相遇为止，这只狗一共奔走了多少千米？ 3自由落体运动和竖直上抛运动 一、复习目标 1、理解自由落体运动是一种理想运动模型 2、掌握自由落体运动的规律，并能运用这些规律解决一些实际问题 3、掌握竖直上抛运动的规律，会用分段法和全过程法求解相关问题 二、要点讲练 （一）自由落体运动及其特点 1、自由落体运动：物体仅在_______作用下，由_______开始的运动。 2、特点： （1）只受_______力；（2）初速度为_______；（3）是一种_________________运动。问题1：如何理解自由落体运动的特点？ 1.下列关于自由落体运动的说法，正确的是（） A．物体只在重力作用下，由静止开始下落的运动叫自由落体运动 B．在不考虑空气阻力的作用下，物体竖直下落的运动就叫自由落体运动 C．物体只在重力作用下的运动就叫自由落体运动 D．物体从静止下落的运动就叫自由落体运动 2.1971年7月26号发射的阿波罗—15号飞船首次把一辆月球车送上 月球，美国宇航员科特驾驶月球车行驶28千米，并做了一个落体实 验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤，如图所示，出现的 现象是（） A．羽毛先落地，铁锤后落地 B．铁锤先落地，羽毛后落地 C．铁锤和羽毛都做自由落体运动，重力加速度为9.8m/s2 D．铁锤和羽毛都做自由落体运动，同时落地 （二）自由落体运动的规律 1、自由落体运动是一种初速度为______、加速度为____________的匀加速直线运动。 2、自由落体运动的规律： （1）速度公式：___________； （2）位移公式：___________； （3）速度、时间、位移关系式：_____________； （4）速度、位移、重力加速度关系式：____________。 问题2：如何利用自由落体运动求物体的速度、时间、位移？ 3.从离地面45m的空中，自由落下一个小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求： （1）经过多长时间落到地面； （2）自开始计时，在第1s内和最后1s内的位移； （3）物体落地时的速度。自由落体与竖直上抛运动练习题与答案解析
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