追及相遇问题专题
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专题追及相遇问题一、考法剖析【例题1】在十字路口,汽车以0.5m/s2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)每一个物理题都是一个故事。
假想你座在汽车前排,请你跟大家描述一下,你与自行车之间的距离变化,并简单说明一下原因。
(2)追上前汽车与自行车之间什么时候距离最远?最远相距是多少?画出此过程的示意图。
(3)在什么地方汽车追上自行车?追到时汽车的速度是多大?画出此过程的示意图。
(4)请在同一坐标系中,画出两车的v-t图像,并借助图像来解决上述问题。
【例题2】在平直的公路上,一辆小汽车前方26m处有一辆大客车正以12m/s的速度匀速前进,这时小汽车从静止出发以1m/s的加速度追赶。
(1)每一个物理题都是一个故事。
假想你座在小汽车前排,请你跟大家描述一下,你与大客车之间的距离变化,并简单说明一下原因。
(2)追上前小汽车与大客车之间什么时候距离最远?最远相距是多少?画出此过程的示意图。
(3)小汽车何时追上大客车?追上时小汽车的速度有多大?画出此过程的示意图。
【例题3】A、B两车沿同一直线向同一方向运动,A车的速度v A=4m/s,B车的速度v B=10m/s.当B车运动至A车前方7m处时,B车以a=2m/s2的加速度开始做匀减速运动.从该时刻开始计时.(1)A车追上B车前,两车间的最大距离d是多大?(2)A车追上B车需要的时间是多少?求解思路:设需要时间为t,列出位移关系式。
【例题4】客车以20m/s的速度行驶,突然发现同轨前方12m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/s2,问两车是否相撞?二、巩固提升1.一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以a=3m/s2的加速度开始加速行驶,恰在这时一辆自行车以v=6m/s的速度匀速驶过,从后边超过汽车。
则汽车从路口启动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时两车的距离是多少?2.如图,甲、乙两名运动员在训练2×100 m接力赛跑。
追及和相遇问题(高一)1.在同一平直公路上,一辆自行车正以12m/s的速度向前匀速行驶,在某时刻(设该时刻为计时起点)其前方10m处有一辆汽车以4m/s2 的加速度从静止开始向前做匀加速运动。
求两车相遇的时间。
(1s,5s)3.一辆汽车由静止开始以1m/s2的加速度沿直线前进,车后相距为25m处,与车开行方向相同,一人同时以6m/s的速度匀速追车。
人能否追上汽车?若能追上,求追上的时间;若追不上,求人车间最小距离。
(追不上,7m)4.在一条平直的公路上,乙车以10m/s的速度匀速行驶,甲车在乙车的后面以0.5m/s2的加速度作匀减速运动。
若两车运动方向相同,甲车的初速度为15m/s,则在甲车开始减速时,两车间的距离满足什么条件可以使:(1)两车不相遇;(2)两车只相遇一次;(3)两车能两次相遇。
(L>25m;L=25m,L<25m)5.客车以20m/s速度运行,突然发现前方120m处有一货车正以6m/s 的速度,沿同一轨道向前匀速行驶,于是客车司机紧急刹车,刹车的最大加速度为0.8m/s2,问客车是否会与货车相撞?(会)6.客车以20m/s的速度运行,突然发现前方100m处有一货车正以10m/s的速度,沿同一轨道向前匀速行驶,于是客车司机紧急刹车,要保证两车不相撞,客车刹车的加速度至少为多少?(0.5m/s2)小结:追及和相遇问题:在两物体同直线上的追及、相遇或避免碰撞问题中关键的条件是:两物体能否到达空间某位置。
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、位移关系解出。
(1)追及:追和被追的两者的速度相等常是能追上、追不上、二者距离有极值的临界条件。
如①匀减速运动的物体追从不同地点出发同向的匀速运动的物体时,若二者速度相等了,还没追上,则永远追不上,此时二者间有最小距离。
若二者相遇时,追者速度等于被追者速度,则恰好追上,也是二者避免碰撞的临界件件;若二者相遇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。
追击和相遇问题1.速度大者追速度小者:【例1】一列货车以28.8 km/h 的速度在平直铁路上运行,由于调度失误,在后面600 m 处有一列快车以72 km/h 的速度向它靠近。
快车司机发觉后立即合上制动器,但快车要滑行2000 m 才停止。
试判断两车是否会相碰。
★解析:两车速度相等恰追及前车,这是恰不相碰的临界情况,因此只要比较两车等速时的位移关系,即可明确是否相碰。
因快车减速运动的加速度大小为:222/1.020002202s m s v a =⨯==快故快车刹车至两车等速历时: s a v v t 1201.0820=-=-=慢快 该时间内两车位移分别是:m at t v s 16801201.021120202122=⨯⨯-⨯=-=快快 m t v s 9601208=⨯==慢慢因为s 快>s 货+s 0=1560 m ,故两车会发生相撞。
针对训练: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:速度相等时,位移也相等则恰好不撞,at 21υυ-= a S a 21221212υυυυυυυ-⋅+=-⋅+ 解得:S a 2)(221υυ-=,则要求Sa 2)(221υυ-≥ 2.速度小者追速度大者:【例2】一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s 的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s 后警车发动起来,并以2.5m/s 2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h 以内.问:(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?(2)警车发动后要多长时间才能追上货车?★解析:(l )警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时.它们的距离最大,设警车发动后经过t 1时间两车的速度相等.则.11042.5t =s=s s 货=(5.5+4)×10m = 95ms 警22111 2.54m 20m 22=at ==⨯⨯ 所以两车间的最大距离△s =s 货-s 警=75m (2) v 0=90km/h=25m/s ,当警车刚达到最大速度时,运动时间225s 10s 2.5t == s 货’=(5.5+10)×10m=155ms 警’=22211 2.510m 125m 22at ==⨯⨯ 因为s 货’>s 警’,故此时警车尚未赶上货车,且此时两本距离△s’=s 货’-s 警’=30m警车达到最大速度后做匀速运动,设再经过△t 时间迫赶上货车.则:m 2s s't==-∆∆v v所以警车发动后耍经过212s t=t +t=∆才能追上货车。
L=2l =1l =1A B图1-5-3【例1】如图所示是甲、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【例2】经检测汽车A 的制动性能:以标准速度20m/s 在平直公路上行驶时,制动后40s 停下来。
现A 在平直公路上以20m/s 的速度行驶发现前方180m 处有一货车B 以6m/s 的速度同向匀速行驶,司机立即制动,能否发生撞车事故?【例3】A 、B 两棒均长1m,A 棒悬挂于天花板上,B 棒与A 棒在一条竖直线上,直立在地面,A 棒的下端与B 棒的上端之间相距20m,如图1-5-3所示,某时刻烧断悬挂A 棒 的绳子,同时将B 棒以v 0=20m/s的初速度竖直上抛,若空气阻力可忽略不计,且g =10m/s 2,试求:(1)A 、B 两棒出发后何时相遇?(2)A 、B 两棒相遇后,交错而过需用多少时间?【例4】甲、乙两物体相距s ,同时同向沿同一直线运动,甲在前面做初速度为零、加速度为a 1的匀加速直线运动,乙在后做初速度为υ0,加速度为a 2的匀加速直线运动,则 ( )A .若a 1=a 2,则两物体可能相遇一次B .若a 1>a 2,则两物体可能相遇二次C .若a 1<a 2,则两物体可能相遇二次D .若a 1>a 2,则两物体也可相遇一次或不相遇【实战演练1】甲、乙两辆汽车,同时在一条平直的公路上自西向东运动,开始时刻两车平齐,相对于地面的v -t 图象如图所示,关于它们的运动,下列说法正确的是( )A .甲车中的乘客说,乙车先以速度v 0向西做匀减速运动,后向东做匀加速运动B .乙车中的乘客说,甲车先以速度v 0向西做匀减速运动,后做匀加速运动C .根据v -t 图象可知,开始乙车在前,甲车在后,两车距离先减小后增大,当乙车速度增大到v 0时,两车恰好平齐D .根据v -t 图象可知,开始甲车在前,乙车在后,两车距离先增大后减小,当乙车速度增大到v0时,两车恰好平齐【实战演练2】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/s2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.【实战演练3】在平直公路上,自行车与同方向行驶的一辆汽车在t=0时同时经过某一个路标,它们的位移随时间变化的规律为:汽车x=10t-t2,自行车x=5t,(x的单位为m,t的单位为s),则下列说法正确的是( )A.汽车做匀加速直线运动,自行车做匀速直线运动B.经过路标后的较短时间内自行车在前,汽车在后C.在t=2.5 s时,自行车和汽车相距最远D.当两者再次同时经过同一位置时,它们距路标12.5 m【实战演练4】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。
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 :0t t t B A ±=〔2〕位移关系:0A B x x x =±〔3〕速临界条件:两者速度相等——是物体间能否追上、恰好防止相碰、〔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0x 〕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 假设两者位移差满足0-x x x x ==∆乙甲,则甲恰好追上乙,且只相遇一次〔防止碰撞的条件〕② 假设两者位移差满足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 假设两者位移差满足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假设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的和等于开始时两物体间的距离时即相遇。
专题追及与相遇问题一、追及问题1、追及与相遇的实质两物体能否在同一时刻到达同一位置。
2、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、三种常见情形种:⑴初速度比较小(包括为零)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。
a、追上前,当两者速度相等时有最大距离;b、当两者位移相等时,即后者追上前者。
⑵匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时,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。
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。
a、当两者速度相等时,若追者位移仍小于被追者,则永远追不上,此时两者间有最小距离;b、若两者速度相等时,两者的位移也相等,则恰能追上,也是两者避免碰撞的临界条件;c、若两者速度相等时,追者位移大于被追者,说明在两者速度相等前就已经追上;在计算追上的时间时,设其位移相等来计算,计算的结果为两个值,这两个值都有意义。
即两者位移相等时,追者速度仍大于被追者的速度,被追者还有一次追上追者的机会,其间速度相等时两者间距离有一个较大值。
⑶匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙,情形跟⑵类似。
匀速运动的物体甲追赶同向匀减速运动的物体乙,情形跟⑴类似;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。
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6、注意: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。
追及相遇问题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?2、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?3、汽车正以10 m/s的速度在平直公路上匀速直线运动,突然发现正前方有一辆自行车以4 m/s的速度同方向做匀速直线运动,汽车立即关闭油门,做加速度为6 m/s2的匀减速运动,求汽车开始减速时,他们间距离为多大时恰好不相撞?4、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?5、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/s2,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?6、甲、乙两车相距为s,同时同向运动,乙在前面做加速度为a1、初速度为零的匀加速运动,甲在后面做加速度为a2、初速度为V0的匀加速运动,试讨论两车在运动过程中相遇次数与加速度的关系。
7、甲、乙两车在同一条平直公路上行驶,甲车以v1=10m/s的速度做匀速运动,经过车站A 时关闭油门以a1=4m/s2的加速度匀减速前进。
相遇和追及问题要点一、机动车行驶安全问题的几个重要概念: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。
3、理清三大关系:速度关系、时间关系、位移关系。
4、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。
要点三、追及问题的两类情况 (1)速度小者追速度大的 类型 匀加速追匀速 匀速追匀减速 匀加速追匀减速图像说明① t=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0x x +∆ ② t=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。
(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;②x 0是开始追及以前两物体之间的距离; ③t 2-t 0=t 0-t 1;④v 1是前面物体的速度,v 2是后面物体的速度. 类型 匀减速追匀速 匀速追匀加速 匀减速追匀加速图像说明开始追及时,后面物体与前面间的距离在减小,当两物体速度相等时即t=t 0时刻, ①若0x x ∆=,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 ②若0x x ∆<,则不能追及,此时最小距离为0x x -∆③ 若0x x ∆>,则相遇两次。
专题追及与相遇问题一、知识概要【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,画出简单的运动情景图,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.二、典型例题【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的加速度开始行使,恰在这时,一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来并赶过汽车,试求,(1)汽车何时追上自行车?(2)追上时,汽车的速度为多少?(3)追上之前何时两车相距最远?(4)最远距离多少?[例2]、在平直公路上,一辆摩托车从静止出发追赶正前方100m处正以v0=10m/s的速度速度前进的卡车,若摩托车的最大速度为20m/s,现要摩托车在2min内追上上卡车,求摩托车的加速度为多大?[例3]、某人骑自行车以4m/s的速度匀速前进,某时刻在他前面7m处以10m/s的速度同向行驶的汽车开始关闭发动机,而以2m/s2的加速度减速前进,求:①自行车未追上前,两车的最远距离;②自行车需要多长时间才能追上汽车.[例4]、羚羊从静止开始奔跑,经过50m 距离能加速到最大速度25m/s并能维持一段较长的时间,猎豹从静止开始奔跑,经过60m距离能加速到最大速度30m/s,以后只能维持这个速度4s,设猎豹距离羚羊xm时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后1.0s才开始奔跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线奔跑。
求:(1)猎豹要在其最大速度减速前追到羚羊,x值应在什么范围?(2)猎豹要在其加速阶段追上羚羊,x值应在什么范围?三、【形成性检测】1A 、一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10 m/s 的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶.经过5.5 s 后警车发动起来,并以2.5 m/s 2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90 km/h 以内.问:(1) 警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?(2) 警车发动后要多长时间才能追上货车?2A .甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速运动,速度均为16 m/s.在前面的甲车紧急刹车,加速度为 a 1=3 m/s 2,乙车由于司机的反应时间为0.5 s 而晚刹车,已知乙的加速度为a 2=4 m/s 2,为了确保乙车不与甲车相撞,原来至少应保持多大的车距?3B.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。
专题02 追及与相遇问题一、有关匀变速直线运动的基本公式:①速度公式:at v v t +=0;(此公式也可以用来求加速度或者时间) ②位移公式:2021at t v s +=;(注意:当00=v 时,221at s =) ③速度-位移公式:as v v t 2202=-;(公式可以变形为:s v v a t 2202-=,从而用于求解加速度) 二、匀变速直线运动的常用推论: ①中间时刻瞬时速度公式:ts v v v v t t =+==202; ②位移中点瞬时速度公式:22202t t v v v +=; ③两个相邻相等时间间隔内的位移差:2aT s =∆。
(该推论可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)在解决追及问题和相遇问题时,首先要对运动过程进行分析,分别抽象出追及问题或相遇问题中的研究对象是匀速直线运动、匀加速直线运动还是匀减速直线运动,例如追及问题中的追及者是匀加速直线运动,被追及者是匀速直线运动。
其次根据题意,画出运动示意图,找出它们的临界条件和位移关系,列出方程求解即可。
一、追及问题追和被追的两物体的速度相等(同向运动)是能否追上及两者距离有极值的临界条件。
第一类: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)当两者速度相等时,若追者位移仍小于被追者位移,则永远追不上,此时两者间有最小距离。
(2)若两者位移相等,且两者速度相等时,则恰能追上,也是两者避免碰撞的临界条件。
(3)若两者位移相等时,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,其间速度相等时两者间距离有一个最大值。
第二类: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)当两者速度相等时有最大距离。
(2)若两者位移相等时,则追上。
二、相遇问题(1)同向运动的两物体追上即相遇。
(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。
三、解决追及和相遇问题的一个条件、两个关系1.分析问题时,一定要注意抓住一个条件、两个关系:一个条件是两物体速度相等时满足的临界条件,如两物体的距离是最大还是最小,是否恰好追上等。
专题一 追及和相遇问题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,两物体间的距离会不断发生变化,这样就会涉及追及、相遇或避免相碰等问题。
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”根本要点是:两个物体在同一时刻处在同一位置,常见的情形有三种:(1)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 v =乙甲;若同时同地出发,乙甲v v 2=时相遇(2)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。
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)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。
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。
三、解决追及、相遇问题的思路与方法(1)思路:①根据两物体运动过程的分析,画出物体运动的示意图。
②根据两物体的运动性质,分别列出两物体的位移方程(注意两物体运动的时间关系)。
③由运动的示意图找出两物体的位移关系。
④联立方程求解。
(2)方法:①物理分析法。
判断能否追上时,看二者速度相同时的位置关系。
如A 追前方和A 相距 x 0的B 时,可以先求出速度相同所用的时间,再求出速度相同时A 、B 的位移x A 、x B ,若x A <x B +x 0,说明A 追不上B ,A 、B 间的最大距离为∆s m =x B +x 0-x A 。
追及与相遇问题一、追及问题1、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:A.初速度比较小(包括为零)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。
a、追上前,当两者速度相等时有最大距离;b、当两者位移相等时,即后者追上前者。
【例1】在十字路口,汽车以0.5m/s2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?B.匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时,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。
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。
a、当两者速度相等时,若追者位移仍小于被追者,则永远追不上,此时两者间有最小距离;b、若两者速度相等时,两者的位移也相等,则恰能追上,也是两者避免碰撞的临界条件;c、若两者速度相等时,追者位移大于被追者,说明在两者速度相等前就已经追上;在计算追上的时间时,设其位移相等来计算,计算的结果为两个值,这两个值都有意义。
即两者位移相等时,追者速度仍大于被追者的速度,被追者还有一次追上追者的机会,其间速度相等时两者间距离有一个较大值。
【例2】客车以30m/s的速度行驶,突然发现前方72 m处有一自行车正以6m/s的速度同向匀速行驶,于是客车紧急刹车,若以3m/s2的加速度匀减速前进,问:(1)客车是否会撞上自行车?若会撞上自行车,将会在匀减速前进多久时撞上?(2)若要保证客车不会撞上自行车,客车刹车时距离自行车至少多远?(3)若要保证客车不会撞上自行车,客车刹车时的加速度至少多大?C.匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙,情形跟⑵类似。
匀速运动的物体甲追赶同向匀减速运动的物体乙,情形跟⑴类似;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。
追及相遇问题专题 2 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 :0tttBA (2)位移关系:0ABxxx (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
0x) 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xxx0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) 3
(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-xxxx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-xxxx乙甲,则不能追上,两者存在最小间距为甲乙xxx-0 ③ 若两者位移差满足0-xxxx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vt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 4
的和等于开始时两物体间的距离时即相遇。 4.相遇和追击问题的常用解题方法 画出两个物体运动示意图,分析两个物体的运动性质,找出临界状态,确定它们位移、时间、速度三大关系。 (1)基本公式法——根据运动学公式,把时间关系渗透到位移关系和速度关系中列式求解。 (2)图像法——正确画出物体运动的v--t图像,根据图像的斜率、截距、面积的物理意义结合三大关系求解。 (3)相对运动法——巧妙选择参考系,简化运动过程、临界状态,根据运动学公式列式求解。 (4)数学方法——根据运动学公式列出数学关系式(要有实际物理意义)利用二次函数的求根公式中Δ判别式求解
典型例题分析: 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, 5
a应满足什么条件? 解1:(公式法) 两车恰好不相撞的条件是两车速度相同时相遇。 由A、B 速度关系: 21vatv 由A、B位移关系: 022121xtvattv
2220221/5.0/1002)1020(2)(smsmxvva
2/5.0sma
解2:(图像法) 在同一个v-t图中画出A车和B车的速度时间图像图线,根据图像面积的物理意义,两车位移之差等于图中梯形的面积与矩形面积的差,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,阴影部分三角形的面积不能超过100 .
100)1020(210t st200 5.0201020tana 2/5.0sma
(包含了时间关系)
物体的v-t图像的斜率表示 6
解3:(相对运动法) 以B车为参照物, A车的初速度为v0=10m/s,以加速度大小a减速,行驶x=100m后“停下”,末速度为vt=0。
02022axvvt 2220202
/5.0/10021002smsmxvvat
2/5.0sma
备注: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。 解4:(二次函数极值法) 若两车不相撞,其位移关系应为
02212
1xtvattv
代入数据得:010010212tat
其图像(抛物线)的顶点纵坐标必为正值,故有 0214)10(1002142a
a 2/5.0sma
把物理问题转化为根据二次函数的极值求解的数学问题。 例2.某一长直赛道上有一赛车,其前方0x=200m处有一安全车正以0v=10m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2s/m2a的加速度追赶,问:
(由于不涉及时间,所以选用速度 7
(1)赛车经追上安全车之前,从开始运动起经过的多长时间与安全车相距最远?最远距离是多少? (2)经过多长时间追上安全车?
变式1.《三维设计》例3一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? 解1:(公式法) 当汽车的速度与自行车的速度相等时,两车之间 8
的距离最大。设经时间t两车之间的距离最大。则
自汽vatv ssavt236自 mmmattvxxxm62321262122自汽自
解2:(图像法) 在同一个v-t图中画出自行车和汽车的速度时间图像,根据图像面积的物理意义,两车位移之差等于图中梯形的面积与矩形面积的差,当t=t0时矩形与三角形的面积之差最大。 v-t图像的斜率表示物体的加速度
3tan60t
st20
当t=2s时两车的距离最大为图中阴影三角形的面积 mmxm66221
9
动态分析随着时间的推移,矩形面积(自行车的位移)与三角形面积(汽车的位移)的差的变化规律 解3:(相对运动法) 选自行车为参照物,以汽车相对地面的运动方向为正方向,汽车相对自行车沿反方向做匀减速运动v0=-6m/s,a=3m/s2,两车相距最远时vt=0 对汽车由公式 atvvt0 (由于不涉及位移,所以选用速度公式。 ) ssavvtt23)6(00 对汽车由公式 :asvvt2202 (由于不涉及“时间”,所以选用速度位移公式。 ) 222
00(6)6223tvvxmma
表示汽车相对于自行车是向后运动的,其相对于
自行车的位移为向后6m. 解4:(二次函数极值法) 设经过时间t汽车和自行车之间的距离Δx,则
222362
1ttattvx自
时当st2)23(26,mxm6)23(462
思考:汽车经过多少时间能追上摩托车?此时汽 10
车的速度是多大?汽车运动的位移又是多大? 02362ttx sT4 smaTv/12汽
21242xaTm汽=
变式2.在平直公路上,一辆自行车与同方向行驶的汽车同时经过某点,它们的位移随时间的变化关系是:自行车t61S,汽车224110ttS,由此可知: (1)经过 时间,自行车追上汽车 (2)自行车追上汽车时,汽车速度是 (3)自行车追上汽车的过程中,两者的最大距离是 例3.甲乙两个质点同时同地向同一方向做直线运动,它们的v—t图象如图所示,则( ) A.乙比甲运动的快 B.2 s乙追上甲 C.甲的平均速度大于乙的平均速度 D.乙追上甲时距出发点40 m远
匀变速直线运动追击相遇问题练习 11
1、甲、乙两车从同一地点同时同向运动,甲做匀速直线运动,乙做初速度为零的匀加速直线运动,经过一段时间,两车相遇.相遇时乙车的速度是甲车的___倍;若再经过相同时间,乙车运动的总路程是甲车的_____倍 .
2、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,从后面赶过汽车.则:(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之间经t=___s两车相距最远,距离为___m;(2)在t=_____车追上自行车,此时汽车的速度为___m/s.
3、(2010·长沙模拟)如图6所示为三个运动物体的v-t图象,其中A、B两物体从不同地点出发,A、C两物体从同一地点出发,则以下说法正确的是( ) A.A、C两物体的运动方向相同 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