难点突破之三 追击与相遇问题
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高考物理:追击及相遇问题的处理方法!追及问题是运动学中较为综合且有实践意义的一类习题。
它通常会涉及两个以上物体的运动过程,每个物体的运动规律又不尽相同。
对此类问题的求解,除了要透彻理解基本物理概念,熟练运用运动学公式外,还应仔细审题,挖掘题文中隐含着的重要条件,并尽可能地画出草图以帮助分析,确认两个物体运动的位移关系、时间关系和速度关系。
追击及相遇问题的处理方法1、追及和相遇问题的求解方法两个物体在同一直线上运动,往往涉及追及,相遇或避免碰撞等问题,解答此类问题的关键条件是:两物体能否同时达到空间某位置。
基本思路是:①分别对两物体进行研究;②画出运动过程示意图;③列出位移方程④找出时间关系,速度关系⑤解出结果,必要时进行讨论。
方法是:(1)临界条件法:当二者速度相等时,二者相距最远(最近)。
(2)图象法:画出x-t图象或v-t图象,然后利用图象进行分析求解。
(3)数学判别式法: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。
1、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(如匀减速直线运动)①当两者速度相等时,追者位移追者位移仍小于被追者位移,则永远追不上,此时两者之间有最小距离。
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,追着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,当速度相等时两者之间距离有一个最大值。
在具体求解时,可以利用速度相等这一条件求解,也可以利用二次函数的知识求解,还可以利用图象等求解。
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(匀速直线运动)。
①当两者速度相等时有最大距离。
追击与相遇专题讲解1.速度小者追速度大者:匀速追匀减速2.速度大者追速度小者:次相遇,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.考点1 追击问题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)。
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。
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。
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。
追击问题分析方法: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。
【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ΔO υA P 的面积,即Δs m =12×5×10 m=25 m .【答案】25 m【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、追及和相遇问题一、追击问题追和被追的两物体的速度相等(同向运动)是能追上、追不上,两者距离有极值的临界条件:1、做匀减速直线运动的物体追赶同向做匀速直线运动的物体.(1)两物体的速度相等时,追赶者仍然没有追上被追者,则永远追不上,这种情况下当两者的速度相等时,它们间的距离最小.(2)两物体的速度相等时,如它们处在空间的同一位置,则追赶者追上被追者,但两者不会有第二次相遇的机会.(3)若追赶者追上被追者时,其速度大于被追者的速度,则被追者还可以再追上追赶者,两者速度相等时,它们间的距离最大.2、初速度为零的匀加速直线运动追赶同向做匀速直线运动的物体.(1)追上前,两者的速度相等时,两者间距离最大.(2)后者与前者的位移大小之差等于它们初始位置间的距离时,后者追上前者.二、相遇问题1、同向运动的两物体追及即相遇.2、相向运动的物体,当各自发生位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇.例1、两辆车同时同地同向做直线运动,甲以4m/s的速度做匀速运动,乙由静止开始以2m/s2的加速度做匀加速直线运动. 求:(1)它们经过多长时间相遇?相遇处离原出发地多远?(2)相遇前两物体何时距离最大?最大距离多少?解析:(1)经过t时间两物体相遇,位移为s,根据各自的运动规律列出方程:代入数据可得t=4s,s=16m.(2)甲乙经过时间t'它们之间的距离最大,则从上面分析可知应该满足条件为:,,解得:此时它们之间最大距离为什么当时,两车间的距离最大?这是因为在以前,两车间距离逐渐变大,当以后,,它们间的距离逐渐变小,因此当时,它们间的距离最大.例2、羚羊从静止开始奔跑,经过50m的距离能加速到最大速度为25m/s,并能保持一段较长的时间;猎豹从静止开始奔跑,经过60m的距离能加速到最大速度30m/s,以后只能维持这一速度4.0s. 设猎豹距羚羊x时开始攻击,羚羊在猎豹开始攻击后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,则:(1)猎豹要在减速前追到羚羊,x值应在什么范围?(2)猎豹要在其加速阶段追到羚羊,x值应在什么范围?解析:解决这类题目,关键是要读懂题目,比如:猎豹在减速前一共用了多长时间,减速前的运动是何种运动等等.(1)由下图可知,猎豹要在减速前追到羚羊:对猎豹:,对羚羊同理可得:,即;当x≤55m时,猎豹能在减速前追上羚羊(2)猎豹要在其加速阶段追到羚羊,则:对猎豹:对羚羊:则:即:当x≤31.9m时,猎豹能在加速阶段追上羚羊.。
追击和相遇问题1.追及、避碰的条件追及的条件是两个物体在追赶过程中处在同一位置,在追及问题中常有以下三种情况:(1)匀加速直线运动的物体甲追赶同方向的匀速直线运动的物体乙.这种情形,甲一定能追上乙,在追上前两者有最大距离的条件是两物体速度相等,即v甲=v乙;(2)匀速直线运动的物体甲追赶同方向运动的匀加速的物体乙.这种情况存在一个恰好追上或恰好追不上的临界条件是两物体速度相等,即v甲=v乙.此条件给出了一种判断此种追赶情形能否追上的方法,即通过比较两物体处在同一位置时的速度大小来判断,具体方法是:假设在追赶过程中两者能处在同一位置,比较此时的速度大小,若v甲>v乙,则能追上,若v甲<v乙,则追不上.如果始终追不上,两物体速度相等时,两物体间距最小.(3)匀减速运动的物体追赶同方向的匀速运动的物体时,同(2)中情形.2.解决追及、避碰问题的一般程序(1)分别对两物体运动过程进行分析,并在同一个图中画出物体的运动示意图.在图中标明相应的已知量.(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程(或速度方程).注意要将两物体运动时间的关系体现在方程中.(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.3.分析追及避碰问题应注意的几个问题(1)抓住“一个条件,两个关系”.一个条件是两物体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.两个关系是指时间关系和位移关系.其中通过画运动示意图找出两物体位移之间的数量关系,是解题的突破口.因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯,对帮助我们理解题意,启迪思维大有好处.(2)仔细审题,“抓字眼”.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)巧选参照系.若两物体中有一物体做匀速直线运动,则选择一个合适的物体为参照系,使两物体的运动转化成一个物体的运动,从而使题目得到简化.(4)注意运动图象的运用.[例1]甲、乙两车从同一地点同向行驶,但是甲车做匀速直线运动,其速度为v=20 m/s,乙车在甲车行驶至距离出发地200 m处时开始以初速度为零,加速度为a=2 m/s2追甲.求乙车追上甲车前两车间的最大距离.图2—7—6解析:解法1:乙车追甲车,开始乙车初速度为零,做加速运动,甲车在前以恒定速度做匀速运动,在开始一段时间里,甲车速度较乙车速度大,同样的时间里甲车通过的位移大,两车间距离必随时间延长而增大.当乙车速度大于甲车速度时,则两车间距离将逐渐变小,所以当两车速度相同时距离最大.设乙出发到两车速度相等,所用时间为t 1,则t 1=220=a v s =10 s 设两车间最大距离为s m =s 0+s 甲-s 乙,s m =s 0+v 甲·t 1-21a ·t 12 =200+20×10-21×2×102 =300 (m )解法2:设乙车经时间t 时,甲、乙两车有最大距离,据题意有:s m =s 0+vt -21a ·t 2=200+20t -21×2×t 2 由数学知识知,s m 有最大值s m =-t 2+20t +200=-(t -10)2+300当t =10 s,s m =300 m .解法3:以甲车为参照物,乙车相对甲车做初速度为v 0=20 m/s (方向与甲车原来方向相反)的减速运动,加速度与乙车初速度方向相反,两车相距Δs =s 0+s 2=s 0+v 0t -21at 2=200+20×t -21×2t 2 Δs 何时最大,可由数学知识确定.s m =200+20t -t 2=-(t -10)2+300所以当t =10 s 时,s m =300 m .图2—7—7解法4:做出甲、乙两车的v -t 图象,如图2—7—7.据图线与横轴所围面积的大小可知物体位移的大小 .在0~t 1这段时间内,甲车的“面积”大于乙车的“面积”,即同样时间内,甲车通过的位移大于乙车的位移,所以0~t 1这段时间两车间的距离一直是增大的,图中的阴影线可表示两车间的距离.当t >t 1,由图中看出在同样时间内乙车的位移大于甲车的位移,所以当t 1以后的时间内两车间的距离是逐渐缩小的,即t 1时刻v 甲=v 乙,两车间距离最大,0—t 1两车间增加的距离Δs =21·v ·t 1=21·v ·a v =22202⨯ m =100 m 原来两车相距为:s 0=200 m 两车间最大距离:s =s 0+Δs =200 m +100 m =300 m点评:(1)分析运动过程得出“隐含条件”速度相等距离最大,是解决追及问题的关键.(2)运动学的追击、避碰问题有v -t 图象,求解各个物理量间的关系更形象、直观.[例2]甲、乙两车同时从同一地点出发,甲以16 m/s 的初速度、2 m/s 2的加速度做匀减速直线运动;乙以4 m/s 的初速度、1 m/s 2的加速度和甲车同向做匀加速直线运动.求两车再次相遇前两车的最大距离和两车相撞时运动的时间.解析:解法1:设甲车的初速度为v 甲,乙车的初速度是v 乙,甲、乙两车加速度的大小分别为a 甲和a 乙,两车速度相同时的运动时间为t ,由两车速度相等,有v 甲-a 甲·t =v 乙+a 乙·t .将v 甲=16 m/s ,v 乙=4 m/s ,a 甲=2 m/s 2,a 乙=1 m/s 2,代入上式,解得t =4 s ,此时两车相距Δs =s 甲-s 乙=(v 甲t -21a 甲t 2)-(v 乙t +21a 乙t 2) =(16×4-21×2×42) m -(4×4+21×1×42) m =24 m 设乙车追上甲车的运动时间为t ′,由两车位移相等(s 甲′=s 乙′),有v 甲t ′-21a 甲t ′2=v 乙t ′-21a 乙t ′2 代入已知数据解得t ′=8 s 或t ′=0(不合题意,舍去).两车再次相遇前最大距离为24 m ,再次相遇时间为8 s .解法2:据题意,甲车的位移s 甲=v 甲t -21a 甲t 2, 乙车的位移: s 乙=v 乙t +21a 乙t 2 则两车之间的距离为: Δs =s 甲-s 乙=(v 甲t -21a 甲t 2)-(v 乙t +21a 乙t 2) =(v 甲-v 乙)t -21 (a 甲+a 乙)t 2 =(16-4)t -21 (2+1)t 2 =12t -23t 2 =24-23 (t -4)2 当t =4 s 时,Δs 有最大值.s max =24 m当s 甲=s 乙,即当Δs =0时,解得t =8 s ,或t =0(不合题意)点评:(1)本题属于追及问题,若能做出甲、乙两车速度图象(如图2—7—8),易知当t = 4 s 时,两车速度相同,两车之间距离最远(图中划斜线的三角形面积表示Δs ),其值为24 m,当t=8 s时两车再次相遇,此时它们的位移相等.(2)在平时学习中,从最基本的物理现象、物理过程入手,从分析简单的物理问题开始,真正掌握分析问题、解决问题的基本方法,养成良好的具体问题具体分析的学习习惯.图2—7—8[同类变式]由于扳道工的失误,有两列同样的客车各以72 km/h的速度在同一条铁路线上面对面向对方驶去.已知这种列车刹车时能产生的最大加速度为-0.4 m/s2,为了避免一场车祸的发生,双方司机至少要在两列车相距多远时同时刹车?答案:1000 m。
高中物理追击和相遇问题解题方法《高中物理追击和相遇问题解题方法(一)》同学们,咱们今天来聊聊高中物理里让人有点头疼的追击和相遇问题。
其实啊,解决这类问题没那么难,只要掌握几个小窍门就行。
咱们先得弄清楚啥是追击和相遇。
简单说,追击就是一个物体追着另一个物体跑,相遇就是两个物体碰到一块儿啦。
那怎么解题呢?第一步,咱得把题目里说的情况搞明白。
看看两个物体是咋运动的,是匀速啊,还是匀加速啊,速度是多少,初始位置在哪。
这就好比要打仗,得先摸清敌人的底细。
第二步,根据运动情况列出方程。
比如说,如果是匀速运动,那路程就等于速度乘以时间;要是匀加速,那就用匀加速的公式。
这就像有了武器,准备出击。
第三步,找到关键的等量关系。
比如说,两个物体相遇的时候,它们走过的路程之和可能就等于初始的距离。
或者追击的时候,追上的那一刻,两个物体走的路程差可能就是一开始的距离差。
第四步,解方程算出答案。
这一步可别马虎,仔细点,别算错数。
来举个例子哈。
比如说,甲车以 10 米每秒的速度匀速前进,乙车从后面以 2 米每秒²的加速度追上来,初始距离是 50 米,问多长时间能追上。
咱们就可以设时间是 t,甲车走的路程是 10t,乙车走的路程是1/2×2×t²,它们的路程差是 50 米,列出方程1/2×2×t² 10t = 50 ,解这个方程就能算出时间啦。
大家别害怕这类问题,多做几道题,熟悉熟悉方法,就能轻松应对啦!《高中物理追击和相遇问题解题方法(二)》嗨,小伙伴们!今天咱们继续说说高中物理里的追击和相遇问题。
要解决这类问题,咱们得有耐心,一步步来。
呢,得画个图。
把两个物体的运动情况在图上表示出来,这样看起来就清楚多啦。
比如说,起点在哪,运动方向是啥,速度咋变化的。
然后呢,分析它们的运动状态。
看看速度是不变呢,还是一直在变。
如果速度不变,那就简单些;要是变的,就得搞清楚是怎么变的,是越来越快,还是越来越慢。
七年级追击和相遇问题的知识点在七年级的学习中,数学中有一部分知识点可以用来解决追击和相遇问题。
下面将介绍这些知识点。
一、平均速度与运动运动是物体相对于观察者发生的位置变化。
我们可以用速度来描述运动:速度是物体单位时间内的位移。
在追击问题中,我们需要确定追击方和被追方的速度。
如果追击方和被追方速度相等,则追上的可能性很小。
如果追击方速度小于被追方,则永远无法追上。
因此我们需要知道平均速度的概念。
平均速度是物体在一段时间内位移与时间的比值。
对于追击问题,我们可以根据平均速度计算出追击方和被追方在一段时间内的位移,从而推断是否会相遇。
二、比例和方程在解决追击问题时,我们需要利用比例和方程,来确定追击方和被追方的速度关系。
比例是两个量之间的关系。
在追击问题中,追击方运动的速度与被追方运动速度之间应该是一个比例。
例如:如果追击方的速度是被追方速度的一半,那么我们可以表示为:追击方速度/被追方速度=1/2。
方程式则是可以求解未知量的算式。
在追击问题中,我们经常用到方程:路程=速度×时间。
通过这个方程,我们可以计算出追击方和被追方在一段时间内的位移。
三、相遇时的时间在追击问题中,我们需要确定追击方和被追方相遇的时间。
这需要我们在问题中找到相遇时的条件,然后解方程求解。
例如:小明骑自行车向东行驶,速度v1,10分钟后来到一个路口。
小红骑自行车向西行驶,速度v2,20分钟后在这个路口等候。
如果小明和小红在路口相遇,那么我们要求他们相遇时的时间。
解题思路:由于小明向东行驶,小红向西,两者相对运动速度为v1+v2,路程相等,则有方程式:(v1+v2)×t=路程。
由于在10分钟后小明和小红相遇,所以t=10/60小时。
最终,我们可以求出t=1/6小时,也就是10分钟。
这就是追击和相遇问题中的一些基本知识点。
希望同学们在掌握这些知识点的同时,能够善于运用,真正做到灵活运用,提高自己的解决问题的能力。
追击相遇问题一.追击相遇问题突破口1.位移关系:若能够追上,则追上时两物体位于同一个位置,我们可以在草稿纸上画出它们的运动草图,再列出两物体从开始运动到追上时的位移等式。
2.时间关系:两物体是否同时开始运动,追上时,两物体的运动时间是否相等,特别是一个物体追赶做匀减速运动的物体时,就要看是静止前追上还是静止之后追上,若在静止之前追上,则追上时两物体运动时间相等,若静止之后追上,则在追上之前,被追物体已经静止了,则从开始运动到追上,两物体运动时间不一样,被追物体运动时间短一些。
3.速度相等:(1)速度相等这个时刻,一般是两个物体相距最远或最近的时刻,若题中要让我们求两物体间的最远或最近距离,我们可以先列出两物体速度相等的等式,通过等式算出从开始运动到速度相等所用时间,再用该时间求出两物体的位移,通过该位移作差再加上或减去最初两物体间的距离(求相距最远距离就加,求相距最近距离就减),所得距离就是两物体间的最远或最近距离。
(2)速度相等这个时刻,一般也是判断两物体能否追上的关键点。
判断能否追上的方法:列出两物体速度相等的等式,通过该等式计算出从两物体开始运动到速度相等所用时间,再用改时间计算在改时间内两物体的位移,通过位移的关系比较速度相等时谁在前,谁在后,从而判断能否追上。
假设两物体间的最初距离为X0,通过两物体速度相等的关系式V前=V后(分别表示前面被追物体和后面追赶物体的速度),算出从开始运动到速度相等所用时间为t,通过时间t算出从开始运动到速度相等时间内两物体的位移为X前,X后(分别表示前面被追物体和后面追赶物体的位移)。
①若X前+X0=X后,说明速度相等时两物体刚好处于同一位置,则刚好追上,此条件也是避免相撞的临界条件,即刚好不能相撞的临界条件通过:V前=V后与X前+X0=X后(两等式时间一样)可以算出避免相撞的最小加速度②若X前+X0>X后,说明速度相等时后面物体还没追上前面物体,则以后也永远也追不上了,不过此时它们两个有一个最近距离由V前=V后与X min=X0+X前-X后(两等式时间一样)算出最近距离X min③若X前+X0<X后,则在速度相等之前两物体就已经相遇了,当两物体相遇时,两物体处在同一位置,由X前+X0=X后可以求出相遇时所用时间,若算出来t有两个值,则说明相遇两次。
追击和相遇问题一、追击问题的分析方法:1.根据追逐的两个物体的运动性质,选择同一参照物;2.找出两个物体在运动时间上的关系;3. 找出两个物体在位移上的数量关系;4.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.例1:质点乙由B 点向东以10m/s 的速度做匀速运动,同时质点甲从距乙12m 远处西侧A 点以42/s m 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?例2: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62/s m 的匀减速运动,汽车才不至于撞上自行车?例3: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v0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v0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v0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 ( )A .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 mD .第20 s 末A 、B 位2移之差为25 m2.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.汽车A 在红绿灯前停住,绿灯亮起时起动,以0.4 m/s 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4.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 m5.从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度—时间图象如图所示.在0~t2时间内,下列说法中正确的是( )A .Ⅰ物体所受的合外力不断增大,Ⅱ物体所受的合外力不断减小B .在第一次相遇之前,t1时刻两物体相距最远C .t2时刻两物体相遇D .Ⅰ、Ⅱ两物体的平均速度都是221v v 6.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?7.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。
高中物理难点突破之三 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 :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。
3. 相遇和追击问题剖析:(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)。
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。
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v 1=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v 2=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?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: 21v at v =- 由A 、B 位移关系: 022121x t v at t v +=-2220221/5.0/1002)1020(2)(s m s m x v v a =⨯-=-=2/5.0s m a >∴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=t 0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(210=-⨯t s t 200=∴ 5.0201020tan =-==αa 2/5.0s m a >∴ 解3:(相对运动法) 以B 车为参照物, A 车的初速度为v 0=10m/s ,以加速度大小a 减速,行驶x=100m 后“停下”,末速度为v t =0。
02022ax v v t =- 2220202/5.0/10021002s m s m x v v a t -=⨯-=-=2/5.0sm a >∴ 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 022121x t v at t v <--代入数据得:010010212>+-t at 其图像(抛物线)的顶点纵坐标必为正值,故有0214)10(1002142>⨯--⨯⨯aa 2/5.0s m a >∴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2.一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1:(公式法) 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。
则物体的v-t 图像的斜率表示加速度,面积表示位移。
自汽v at v == s s a v t 236===∴自m m m at t v x x x m 62321262122=⨯⨯-⨯=-=-=∆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=t 0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3tan 6==αt s t 20=∴ 当t=2s 时两车的距离最大为图中阴影三角形的面积m m x m 66221=⨯⨯=∆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v 0=-6m/s ,a=3m/s 2,两车相距最远时v t =0对汽车由公式 at v v t +=0 s s a v v t t 23)6(00=--=-=对汽车由公式 :as v v t2202=- 22200(6)6223t v v x m m a ---===-⨯ 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2223621t t at t v x -=-=∆自时当s t 2)23(26=-⨯-=,m x m 6)23(462=-⨯-=∆∴思考:汽车经过多少时间能追上摩托车?此时汽车的速度是多大?汽车运动的位移又是多大?02362=-=∆t t x s T 4=∴ s m aT v /12==汽 21242x aT m =汽=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 ( ) A .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 mD .第20 s 末A 、B 位移之差为25 m2.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 5.一列货车以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.6.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?7.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?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 。
有些考生错误的认为图线相交时相遇,从而得出错误的答案.属于容易题。
详细分析:a 、b 两物体同地同一直线运动,从速度图像看速度都为正值,即同向行驶。
a 的加速度a =tυ∆∆ =3020m/s 2 =1.5m/s 2 ,b 的加速度 a ′ =t υ'∆∆=4020m/s 2 =2m/s 2 所以a 物体的加速度小于b 物体的加速度,即A 项错误。
20s 时,a 物体的速度达到υ=40 m/s 而b 物体仍然静止。