【精品】高中物理 练习 追击和相遇问题 新人教版必修1
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追击和相遇问题自助1重点知识再回顾:两个物体同时在同一条直线上(或互相平行的直线上)做直线运动,可能相遇或碰撞,这一类问题称为“追及和相遇”问题。
“追及和相遇”问题的特点:(1)有两个相关联的物体同时在运动。
(2)“追上”或“相遇”时两物体同时到达空间同一位置。
“追及和相遇”问题解题的关键是:准确分析两个物体的运动过程,找出两个物体运动的三个关系:(1)时间关系(大多数情况下,两个物体的运动时间相同,有时运动时间也有先后)。
(2)位移关系。
(3)速度关系。
在“追及和相遇”问题中,要抓住临界状态:速度相同....。
速度相同时,两物体间距离最小或最大。
如果开始前面物体速度大,后面物体速度小,则两个物体间距离越来越大,当速度相同时,距离最大;如果开始前面物体速度小,后面物体速度大,则两个物体间距离越来越小,当速度相同时,距离最小。
1、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: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 汽 =a t = v 自 ∴ t =a v 自=36s=2s Δx m = x 自 - x 汽 = v 自t - 21a t 2 =6×2m -21×3×22m =6m [探究]:汽车经过多少时间能追上自行车?此时汽车的速度是多大?汽车运动的位移又是多大?[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。
专练:追及相遇问题【好题精选】1.(2020·南昌市新建一中月考)甲、乙两车从同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动,它们运动的加速度随时间变化图象如图所示.关于两车的运动情况,下列说法正确的是()A.在0~4 s 内两车的合力不变B.在t=2 s 时两车相遇C.在t=4 s 时两车相距最远D.在t=4 s 时甲车恰好追上乙车2.(2019·辽宁实验中学月考)甲、乙两辆汽车沿平直的公路做直线运动,其v-t 图像如图所示。
已知t = 0 时,甲车领先乙车5km,关于两车运动的描述,下列说法正确的是()A.0~4h 时间内,甲车做匀速直线运动B.0~4h 时间内,甲、乙两车相遇3 次C.t =1h 时,甲、乙两车第一次相遇D.t = 4h 时,甲车领先乙车5km3.(2020·重庆南开中学月考)甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的x-t 图像(甲的图线为直线,乙的图线为抛物线)如图所示。
关于两物体的运动,下列说法正确的是A.甲做直线运动,乙做曲线运动B.0~t1 时间内,乙的速度方向与加速度方向相反;t1~t2时间内,乙的速度方向与加速度方向相同C.0~t2 时间内,乙的速度先增大后减小,t2 时刻,甲、乙两物体相遇D.0~t2 时间内,t1 时刻甲、乙相距最远,两物体一直沿x 轴正方向运动4.(2020·安徽高一期末)甲、乙两小车(均可看作质点)在两条直道上同向运动,t=0 时刻恰好通过同一路标,此时甲的速度为5m/s,乙的速度为10m/s,甲车的加速度大小恒为1.2m/s2。
以此时作为计时起点,它们运动的速度随时间变化的关系如图所示,根据以上条件可知()A.乙车做加速度先增大后减小的变加速运动B.在t=4s 时,甲车追上乙车,之后一直在乙车前面C.在前4s 的时间内,甲车运动位移为29.6mD.在t=10s 时,乙车又回到起始位置5.(2020·全国高三专题练习)总书记在党的十九大报告中提出了坚决打赢蓝天保卫战,前几年雾霾已经严重的影响了人们的生活.在某个恶劣天气中,能见度很低,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,甲在前、乙在后同向行驶.某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车.两辆车刹车时的v–t 图象如图,下列说法正确的是A.甲车的加速度大于乙车的加速度B.t = 24 s 时两车的速度均为8 m/sC.若两车发生碰撞,开始刹车时两辆车的间距一定等于48 mD.若两车发生碰撞,则可能是在刹车24 s 以后的某时刻发生相撞6.(2019·云南河口高一期中)在平直道路上,甲汽车以速度v 匀速行驶。
追及相遇问题 同步练习1.甲、乙两辆汽车在平直的公路上同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动,它们运动的加 速度随时间变化a-t 图像如图所示。
关于甲、乙两车在0~ 20s 的运动情况,下列说法正确的是( )A .在t=10s 时两车相遇B .在t=20s 时两车相遇C .在t=10s 时两车相距最近D .在t=20s 时两车相距最远2.甲乙两物体同时由同一地点向同一方向作直线运动,其v-t 图像如图所示,下列说法正确的是( )A20s 甲乙两物体相遇B 前40s 内甲、乙两物体间的距离逐渐减小,40s 末乙追上甲C 前40s 内甲、乙两物体间距离一直在增大,40s 末达到最大D 前40s 内甲、乙两物体间的距离先增大后减小,40s 末乙追上甲3.a 、b 两车在平直公路上沿同方向行驶,其v -t 图像如图所示,在t =0时,b 车在a 车前方s 0处,在t =t 1时间内,a 车的位移为s ,则下列说法中正确的有( )A .若a 、b 在t 1时刻相遇,则s 0=s ;B .若a 、b 在12t 1; C .若a 、b 在12t 时刻相遇,则s 0=2s ; D .若a 、b 在t 1时刻相遇,则下次相遇时刻为2t 1。
4.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=t 1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( )A 、S d t t ==',1B C D 5. 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 的位移相等6.一警车A 停在路口,一违章货车B 恰好经过A 车,A 车立即加速追赶,它们的v -t 图象如图所示,则0~4 s 时间内,下列说法正确的是( )A .A 车的加速度为5 m/s 2B .两车相距最远为5 mC .3 s 末A 车速度为7 m/s D. 在2 s 末A 车追上B 车7.(单选) 在一大雾天,一辆小汽车以30 m/s 的速度匀速行驶在高速公路上,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.如图所示,图线a 、b 分别为小汽车和大卡车的v -t 图象(忽略刹车反应时间),以下说法正确的是( )A .因刹车失灵前小汽车已减速,故不会发生追尾事故B .在t =3 s 时发生追尾事故C .在t =5 s 时发生追尾事故D. 若紧急刹车时两车相距40米,则不会发生追尾事故且两车最近时相距10米8.一辆汽车出厂前需经过13项严格的质量检测,才能被贴上“产品合格证”和“3C 强制产品认证”标识。
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 ;B.找出两个物体在运动时间上的关系; 相关量的确定C.找出两个物体在位移上 的数量关系 ;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-at2/2=S0即 t 2-12t+50=02× 50=-56<0=b -4ac=122-4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=6sS min =S 0+S 车 -S 人 =25+1× 62/2-6 × 6=7m2.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 . ⑴ v 甲 =v 乙 =at 时 , t=2.5sS=S 乙-S 甲+S AB=10× 2.5-4 × 2.5 2/2+12=24.5m ⑵ S 甲 =S 乙 +S AB at 2/2=v 2t+S AB t 2-5t-6=0t=6sS甲=at 2/2=4 × 62/2=72m3. 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 =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=at12m 2/2+v tv m =at 1=20 卡车 S 2=v o t=10tS 12=S +100T=t1+t 2t≤ 120s a ≥ 0.18m/s 24. 汽车正以 10m/s 的速度在平直公路上前进, 发现正前方有一辆自行车以4m/s 的速度同方向做匀速直线运动, 汽车应在距离自行车多远时关闭油门, 做加速度为6m/s2的匀减速运动 , 汽车才不至于撞上自行车?答案 .S 汽车≤ S 自行车 +d当v 汽车 =v 自行车时 , 有最小距离v汽车 =v 汽车0-at t=1sd 0=S 汽车 -S 自行车 =v 汽车0t-at 2/2-v 自行车=3m 故 d≥3m解二 : S=S自行车 +d-S 汽车=(v 自行车 t+d)-(v t-at 2汽车 0 /2)=d-6t+3t 2=d-3+3(t-1) 2当 t=1s 时 , S 有极小值S =d-3 S ≥01 1d ≥3m二、相遇问题的分析方法:A.根据两物体的运动性质, 列出两物体的运动位移方程;B.找出两个物体的运动时间之间的关系;C.利用两个物体相遇时必须处于同一位置, 找出两个物体位移之间的关系;D.联立方程求解.5. 高为 h 的电梯正以加速度 a 匀加速上升 , 忽然天花板上一螺钉脱落, 求螺钉落到底板上的时间.答案 .S 梯 -S 钉 =h∴h=vt+at 2/2-(vt-gt 2/2)=(a+g)t2/26. 小球 1 从高 H处自由落下 , 同时球 2 从其正下方以速度v0竖直上抛 , 两球可在空中相遇. 试就下列两种情况讨论的取值范围.⑴在小球 2 上升过程两球在空中相遇;⑵在小球 2 下降过程两球在空中相遇.答案 .h 1+h2=Hh1=gt 2/2 h2=v0t-gt2/2∴t=h/v 0⑴上升相遇t<v /g∴ H/v >v /g v 2 >gH0 0⑵下降相遇t>v 0/g t′ <2v0/g∴H/v 0>v0/g v 02<gH0 0 0 2 >gH/2H/v <2v /g v2即 Hg>v0 >Hg/27. 从同一抛点以 30m/s 初速度先后竖直上抛两物体, 抛出时刻相差 2s, 不计空气阻力 , 取 g=10m/s2, 两个物体何时何处相遇 ? 答案 .S 1=v0(t+2)-g(t+2) 2/22S2=v0t-gt /2当S1=S2时相遇t=2s (第二个物体抛出2s)S1=S2=40m8.在地面上以 2v0竖直上抛一物体后 , 又以初速度 v0在同一地点竖直上抛另一物体 , 若要使两物体在空中相遇 , 则两物体抛出的时间间隔必须满足什么条件 ?( 不计空气阻力 )答案 . 第二个物体抛出时与第一个物体相遇t 1=2× 2v0/g第二个物体落地时与第一个物体相遇t 2=2× 2v0/g-2v 0/g=2v 0/g∴ 2v 0/g ≤Δ t ≤ 4v0/g追及相遇专题练习1.如图所示是A、 B 两物体从同一地点出发,沿相同的方向做直线运动的v-t 图象,由图象可知()图 5A . A 比B 早出发 5 s B .第 15 s 末 A、 B 速度相等C.前 15 s 内A的位移比 B 的位移大50 m D.第20 s末A、B位移之差为25 m 2. a、 b 两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图像如图所示,下列说法正确的是()A .a、 b 加速时,物体 a 的加速度大于物体 b 的加速度B. 20 秒时, a、 b 两物体相距最远- 1 υ/(m ·s )C. 60 秒时,物体 a 在物体 b 的前方D .40 秒时, a、 b 两物体速度相等,相距200 m3. 公共汽车从车站开出以 4 m/s 的速度沿平直公路行驶, 2 s 后一辆摩托车从同一车站开出匀加速追赶,加速度为 2 m/s 2,试问:(1)摩托车出发后,经多少时间追上汽车?(2)摩托车追上汽车时,离出发处多远?(3)摩托车追上汽车前,两者最大距离是多少?4. 汽车A在红绿灯前停住,绿灯亮起时起动,以0.4 m/s 2的加速度做匀加速运动,经过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,且一直以相同的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相遇时速度相同C. 相遇时A车做匀速运动D.两车不可能再次相遇5.同一直线上的 A、B两质点,相距 s,它们向同一方向沿直线运动(相遇时互不影响各自的运动),A做速度为 v 的匀速直线运动, B 从此时刻起做加速度为 a、初速度为零的匀加速直线运动.若 A在 B前,两者可相遇几次?若 B在 A前,两者最多可相遇几次?6. 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7.一列火车以v1的速度直线行驶,司机忽然发现在正前方同一轨道上距车为s 处有另一辆火车正沿着同一方向以较小速度v2做匀速运动,于是他立即刹车,为使两车不致相撞,则 a 应满足什么8. A、B两车沿同一直线向同一方向运动,A车的速度v A=4 m/s, B车的速度v B=10 m/s. 当B车运动至A车前方 7 m 处时,B车以a=2 m/s 2的加速度开始做匀减速运动,从该时刻开始计时,则A车追上B车需要多长时间?在 A 车追上 B 车之前,二者之间的最大距离是多少?9.从同一地点以30 m/s 的速度先后竖直上抛两个物体,抛出时间相差 2 s,不计空气阻力,两物体将在何处何时相遇?10.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?参考答案1.【答案】 D【解析】首先应理解速度-时间图象中横轴和纵轴的物理含义,其次知道图线的斜率表示加速度的大小,图线与时间轴围成的面积表示该时间内通过的位移的大小.两图线的交点则表示某时刻两物体运动的速度相等.由图象可知, B 物体比 A 物体早出发 5 s ,故 A 选项错; 10 s 末 A、B 速度相等,故 B 选项错;由于位移的数值等于图线与时间轴所围“面积”,所以前15 s 内 B 的位移为150 m, A 的位移为100 m,故 C 选项错;将图线延伸可得,前 20 s 内 A 的位移为 225 m , B 的位移为 200 m ,故 D 选项正确.2.【答案】 C【解析】 υ—t 图像中,图像的斜率表示加速度,图线和时间轴所夹的面积表示位移.当两物体的速度相等时,距离最大. 据此得出正确的答案为 C 。
高中物理 追及与相遇问题解析 新人教版必修1[例15] 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。
分析与解: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08)(442122<--=-=∆aS V V ac b 解得S V V a 2)(221->。
[例16] 在地面上以初速度2V 0竖直上抛一物体A 后,又以初速V 0同地点竖直上抛另一物体B ,若要使两物体能在空中相遇,则两物体抛出的时间间隔t ∆必须满足什么条件?(不计空气阻力)分析与解:如按通常情况,可依据题意用运动学知识列方程求解,这是比较麻烦的。
如换换思路,依据s=V 0t -gt 2/2作s -t 图象,则可使解题过程大大简化。
如图10所示,显然,两条图线的相交点表示A 、B 相遇时刻,纵坐标对应位移S A =S B 。
由图10可直接看出Δt 满足关系式分析与解:(1)整个运动过程分三个阶段:匀加速运动;匀速运动;匀减速运动。
可借助V -t 图表示,如图12所示。
利用推论aS V V t 2202+=有:00图10 时, B 可在空中相遇[例18] 摩托车在平直公路上从静止开始起动,a 1=1.6m/s 2,稍后匀速运动,然后减速,a 2=6.4m/s 2,直到停止,共历时130s ,行程1600m 。
试求:(1)摩托车行驶的最大速度V m 。
(2)若摩托车从静止起动,a 1、a 2不变,直到停止,行程不变,所需最短时间为多少?16002)130(2222112=+--+a V V a V a V a V m m m m n 解得:V m =12.8m/s (另一根舍去)V 图12(2)首先要回答摩托车以什么样的方式运动可使得时间最短。
高中物理学习材料桑水制作(13)追及和相遇问题一、选择题(每小题6分,共36分,多选题漏选得3分,错选或多选得0分)1.如图所示,为甲、乙两物体从某地同时同向出发做直线运动的v-t 图像,关于它们交点的物理意义,下列说法正确的是【 】A .两物体运动2 s 时相遇B .两物体运动的速度大小为2 m/s 时相遇C .两物体运动2 s 时速度方向相反D .两物体运动2 s 时速度相同2.(多选)如图所示,甲、乙两个质点在一条直线上运动的位移图象。
甲的出发点为原点,则【 】A .甲、乙都做变速直线运动B .甲开始运动时,乙已在甲的前方C .在t 3时间内,甲的平均速度比乙的平均速度大,最后甲追上乙D .甲追上乙的时刻在t 3-(t 1+t 2)3.(多选)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 km C .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4.一步行者以6.0m/s 的速度跑去追赶被红灯阻停的公交车,在跑到距汽车25m 处时,绿灯亮了,汽车以1.0m/s 2的加速度匀加速启动前进,则【 】A .人能追上公共汽车,追赶过程中人跑了36mt/ h 1 2 3 4 5 v/(km·h -1)60 30 0 -30 甲 乙 t/s v (m·s -1) 3 1 2 o 21B .人不能追上公共汽车,人、车最近距离为7mC .人能追上公共汽车,追上车前人共跑了43mD .人不能追上公共汽车,且车开动后,人车距离越来越远5.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,在t=0时,乙车在甲车前50m 处,它们的v-t 图象如图所示,下列对汽车运动情况的描述正确的是【 】A .甲车先做匀速运动再做反向匀减速运动B .在第20s 末,甲、乙两车的加速度大小相等C .在第30s 末,甲、乙两车相距100mD .在整个运动过程中,甲、乙两车可以相遇两次6.甲、乙两个物体从同一地点、沿同一直线同时开始做直线运动,其v -t 图象如图所示,则【 】A .1 s 时甲和乙相遇B .0~6 s 内甲乙相距最大距离为1 mC .2~6 s 内甲相对乙做匀速直线运动D .4 s 时乙的加速度方向反向二、计算题(共34分)7.(20分)作出甲、乙两质点同时满足下述条件的x-t 图象,并由此求甲、乙运动的速度。
追及相遇问题题型一、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?【题后反思】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。
【同类练习】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?题型二、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/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:(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?【题后反思(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【同类练习】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/s2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?题型三、追及问题二:速度大者减速追赶同向速度小者【例3】一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3 m/s2的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以6 m/s的速度匀速驶来,从后面超过汽车.(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?(2)什么时候汽车追上自行车?此时汽车的速度是多少?【题后反思】解决追及与相遇问题的三种方法(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,挖掘题中的隐含条件,在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景,并画出运动情况示意图,找出位移关系.(2)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.(3)数学分析法:设从开始至相遇时间为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,说明可以相遇两次;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.【同类练习】一列快车以20m/s的速度在铁路上做直线运动,司机突然发现铁轨正前方500m处有一货车以10m/s的速度同向行驶.司机经0.5s的时间作出反应紧急刹车,已知快车的刹车过程可视为匀减速运动,且快车从紧急刹车到停下来仍需要继续滑行2000m才行.请问:两车相撞了没有?题型四、相遇问题【例4】一平直公路上有甲、乙两辆车,从t=0时刻开始运动,在0~6 s内速度随时间变化的情况如图所示.已知两车在t=3 s时刻相遇,下列说法正确的是()A.两车的出发点相同B.t=2 s时刻,两车相距最远C.两车在3~6 s之间的某时刻再次相遇D.t=0时刻两车之间的距离大于t=6 s时刻两车之间的距离【同类练习】1.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.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等2.A、B两物体沿同一方向运动,它们的v-t图象如图所示,下列判断正确的是()A.在0~t1这段时间内,B物体的位移比A物体的位移大B.在t1时刻前,B物体的速度始终比A物体增加得快C.在t1时刻前,B物体始终在A物体的前面D.在t1时刻两物体不可能相遇【成果巩固训练】1.A、B两物体运动的v-t图象如图所示,由图象可知()A.A、B两物体运动方向始终相同B.A、B两物体的加速度在前4 s内大小相等、方向相反C.A、B两物体在前4 s内不可能相遇D.A、B两物体若在6 s时相遇,则计时开始时二者相距30 m2.如图所示是在高速公路上刹车时甲、乙两车的v-t图象,甲车在后,乙车在前.若两车发生追尾,则以下判断正确的是()A.两车一定是在t=15 s至t=20 s之间的某时刻发生追尾B.两车可能是在t=8 s时发生追尾C.t=0时刻两车间距可能大于28 mD.甲车刹车的加速度大小是乙车的3倍3.甲与乙两个质点向同一方向运动,甲做初速度为零的匀加速直线运动,乙做匀速直线运动.开始计时时甲、乙位于同一位置,则当它们再次位于同一位置时,下列判断正确的是()A.两质点速度相等B.甲与乙在这段时间内的平均速度相等C.乙的瞬时速度是甲的2倍D.甲与乙的位移相同4.甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度分别为16 m/s和18 m/s.已知甲车紧急刹车时的加速度a1大小为3 m/s2,乙车紧急刹车时的加速度a2大小为4 m/s2,乙车司机的反应时间为0.5 s,求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?5.某一长直的赛道上,有一辆F1赛车,前方200 m处有一安全车正以10 m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2 m/s2的加速度追赶.求:(1)赛车出发3 s末的瞬时速度大小;(2)赛车经多长时间追上安全车?追上之前与安全车最远相距多少米?6.道路交通法规规定:黄灯亮时车头已越过停车线的车辆可以继续行驶,车头未越过停车线的若继续行驶,则属于交通违章行为.一辆以10 m/s的速度匀速直线行驶的汽车即将通过红绿灯路口,当汽车车头与停车线的距离为25 m时,绿灯还有2 s的时间就要熄灭(绿灯熄灭黄灯即亮).若该车加速时最大加速度大小为2 m/s2,减速时最大加速度大小为5 m/s2.请通过计算说明:(1)汽车能否不闯黄灯顺利通过;(2)若汽车立即做匀减速直线运动,恰好能紧靠停车线停下的条件是什么?7如图甲所示,A车原来临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发现后启动A车,以A 车司机发现B车为计时起点(t=0),A、B两车的v-t图象如图乙所示.已知B车在第1 s内与A车的距离缩短了x1=12 m.(1)求B车运动的速度v B和A车的加速度a的大小.(2)若A、B两车不会相撞,则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离x0应满足什么条件?答案解析题型一、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。
人教版新教材物理必修第二册第二章《匀变速直线运动的研究》专题4 追击相遇问题精选练习一、夯实基础1.(2022·广东·深圳中学模拟预测)如图所示,甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶,两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备,这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。
t=0时刻,甲、乙两车刚好位于图示位置,此时甲车的速度为4m/s,乙车的速度为1m/s,O1、O2的距离为3m。
从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下,乙车保持原有速度做匀速直线运动。
忽略信号传递时间,从t=0时刻起,甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为()A.2s B.10s C.16s D.20s2.小明到汽车站时,车已经沿平直公路驶离车站,司机听到呼喊后汽车马上以2m/s2的加速度匀减速刹车,设小明同时以4m/s的速度匀速追赶汽车,汽车开始刹车时速度为8m/s,减速前距离小明12m。
则小明追上汽车所需的时间为()A.6s B.7s C.8s D.9s3.挥杆套马是我国蒙古传统体育项目,烈马从骑手身边奔驰而过时,骑手持6m长的套马杆,由静止开始催马追赶,二者的v t 图像如图所示,则()A.0~4s内骑手靠近烈马B.6s时刻骑手刚好追上烈马C.在0~4s内烈马的平均速度大于骑手的平均速度D.0~6s内骑手的加速度大于8~9s内烈马的加速度4.(多选)汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机减速安全通过。
在夜间,有一货车因故障停驶,后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来,由于夜间视线不好,小轿车驾驶员只能看清前方50m内的物体,并且他的反应时间为0.6s,制动后最大加速度为5m/s2。
假设小轿车始终沿直线运动。
下列说法正确的是()A.小轿车从刹车到停止所用的最短时间为6sB.小轿车的刹车距离(从刹车到停止运动所走的距离)为80mC.小轿车运动到三角警示牌时的最小速度为20m/sD.三角警示牌至少要放在货车后58m远处,才能有效避免两车相撞5.无人驾驶汽车车头的激光雷达就像车辆的“鼻子”,随时“嗅”着正前方120m范围内车辆和行人的“气息”,大大缩短了汽车的制动反应时间,仅需0.2s,图为某次在测试场地进行制动测试时获得的一部分图像(v为汽车的速度,x为位置坐标)。
人教版高一物理自由落体运动与追击相遇问题练习题 1.一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动,在上升过程最后1 s 初的瞬时速度的大小和最后1 s 内的位移大小分别是(g 取210m /s )( )A.10 m/s ,10 mB.10 m/s ,5 mC.5 m/s ,5 mD.由于不知道初速度的大小,故无法计算2.背越式跳高采用弧线助跑,距离长,速度快,动作舒展大方。
如图所示是某运动员背越式跳高过程的分解图,由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度为( )A.2 m/sB.5 m/sC.8 m/sD.11 m/s3.如图所示,两位同学在教学楼上做自由落体实验,甲同学在四楼先将小球A 释放,当下落距离为h 时,乙同学在三楼将小球B 释放,小球B 释放时间t 后,两球恰好同时落地,小球A B 、不在同一条竖直线上,不计空气阻力,重力加速度为g ,则下列说法中正确的是( )A.小球A 释放点离地高度为22ght hB.小球A 释放点离地高度为22122gt ght h C.若两位同学均各上一层楼重做以上实验,两小球仍能同时落地D.若两位同学均各下一层楼重做以上实验,小球A 先落地4.足球比赛前,裁判员用抛硬币的方法确定哪个球队先开球。
若硬币从离地面高为1.8m h = 的空中自由下落,不计空气阻力,取210m /s g = 。
则硬币落地的速度大小和最后0.1 s 内硬币下落的位移大小分别为( ) A.6 m/s 0.55 m B.6 m/s 0.25 m C.12 m/s 0.55 m D.12 m/s 0.25 m 5.关于重力加速度,下列说法不正确的是( ) A.重力加速度g 是标量,只有大小没有方向,通常计算中g 取29.8m/sB.在地面上不同的地方,g 的大小不同,但它们相差不是很大C.在地球上同一地点,一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同D.在地球上同一地点,离地面高度越大,重力加速度g 越小6.某同学学习了自由落体运动和竖直上抛运动的内容后,和同伴一起做了一个物理小实验:自高为H 的塔顶自由落下A 物体的同时B 物体自塔底以初速度0v 竖直上抛,且A B 、两物体在同一直线上运动,A 物体和B 物体的加速度都为g ,方向竖直向下。
追击和相遇问题自助1
重点知识再回顾:
两个物体同时在同一条直线上(或互相平行的直线上)做直线运动,可能相遇或碰撞,这一类
问题称为“追及和相遇”问题。
“追及和相遇”问题的特点:
(1)有两个相关联的物体同时在运动。
(2)“追上”或“相遇”时两物体同时到达空间同一位置。
“追及和相遇”问题解题的关键是:
准确分析两个物体的运动过程,找出两个物体运动的三个关系:(1)时间关系(大多数情况下,
两个物体的运动时间相同,有时运动时间也有先后)。
(2)位移关系。
(3)速度关系。
在“追及和相遇”问题中,要抓住临界状态:速度相同....。
速度相同时,两物体间距离最小或最大。
如果开始前面物体速度大,后面物体速度小,则两个物体间距离越来越大,当速度相同时,距离最大;如果开始前面物体速度小,后面物体速度大,则两个物体间距离越来越小,当速度相同时,距离最小。
1、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: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 汽 =a t = v 自 ∴ t =a v 自=3
6s=2s Δx m = x 自 - x 汽 = v 自t - 2
1a t 2 =6×2m -21×3×22m =6m [探究]:汽车经过多少时间能追上自行车?此时汽车的速度是多
大?汽车运动的位移又是多大?
[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S 自等于图线Ⅰ与时间轴围成的矩形的面积,而汽车的位移S 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v 汽 =a t 0 = v 自
t 0 =a v 自=3
6s=2s Δx m =21t 0×v 自=2
1×2×6m=6m [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Δx ,则
Δx = x 自 - x 汽 = v 自t - 2
1at 2 =6t -23t 2=-23 (t-2)2+6 当t=2s 时两车之间的距离有最大值Δx m ,且Δx m =6m.
※[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量的分别为:v 0 = -6m/s ,a = 3 m/s 2
, v t = 0
对汽车由公式 2a x = v t 2- v o 2 得 x m =a v v 2202t -= 3
2)6(02
⨯--m =-6m 2、两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为v 0,若前车突然以恒定的加速
度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车。
已知前车在刹车过程中所行的距离为x ,若要保证两辆车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为____________。
分析:由于两车刹车前的速度相等,刹车时的加速度也相等,则两车在刹车过程中通过的距离就
相等。
[方法一].用位移公式求解 设前车刹车所用时间为t ,刹车时的加速度为a ,则刹车通过的距离为:x=v 0t +
2
1at 2 再利用速度公式v=v 0+at 。
考虑到停住时v t =0,可求出a=-v 0/t ,代入上式得 t v t t v t v x 02002
121=-= 在这段时间内,后车匀速行驶所通过的距离L=v 0t=2x ,就是两车匀速行驶时保持的距离。
[方法二].用平均速度求解 在匀变速直线运动中,某一段时间内的平均速度的大小等于在这段时间内的初速度和末速的平均值。
即2
0t v v v +=。
设前车刹车时间为t ,从刹车到停住通过的距离为:t v v t v x 002
120=+==。
在这段时间内,后车匀速行驶通过的距离L=v 0t=2x ,就是两车匀速行驶时保持的距离。
[方法三]. 用速度图像求解 在前车开始刹车时开始计时,刹车所用时间为t 0,则刹车的速度图线为倾斜直线v 0t 0 ,刹车通过的距离可用o ∆v 0t 0的面积大小表示,即x=00002121t v ot ov =⨯ 在这段时间内,后车匀速行驶,其速度图线为平行于t 轴的线段v 0A,
后车行驶的距离可用矩形Ov 0At 0的面积大小表示,即L =2x,由图像可以看出,矩形Ov 0At 0的面积大
小即为两车在匀速行驶时保持的距离.
3.甲乙两辆完全相同的汽车,沿水平路面均以20m/s 的速度相向运动。
若甲车突然以恒定的加速度
刹车,在它刚停车时,乙车以甲车刹车时的加速度的2倍开始刹车,已知甲车在刹车的过程中所行
驶的距离为100m ,若要保证两车在上述情况下不相撞,则两车在匀速行驶时保持的最小距离是 (答案: 350 m )
v。