高中物理:《追及、相遇问题》精讲精练
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追及相遇问题----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)一、单选题1.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.某人驾驶一辆质量为m=5×103kg汽车甲正在平直的公路以某一速度匀速运动,突然发现前方50m处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动.已知该车刹车后第I个2s 内的位移是24m,第4个2s内的位移是1m.则下列说法正确的是()A.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度为B.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度为2m/s2C.汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车D.汽车甲刹车前的速度为14m/s3.甲、乙两物体从同一地点同时开始沿同一方向运动,甲物体运动的vt图象为两段直线,乙物体运动的v-t图象为两段半径相同的圆弧曲线,如图所示,图中t4=2t2,则在0~t4时间内,以下说法正确的是()A.甲物体的加速度不变B.乙物体做曲线运动C.甲物体的平均速度等于乙物体的平均速度D.两物体t1时刻相距最远,t4时刻相遇4.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,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秒的运动情况。
关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是()A.在0~10秒内两车逐渐靠近B.在10~20秒内两车逐渐远离C.在5~15秒内两车的位移相等D.在t=10秒时两车在公路上相遇5.甲、乙两质点沿同一方向做直线运动,某时刻经过同一地点.若以该时刻作为计时起点,得到两质点的x﹣t图像如图所示.图像中的OC与AB平行,CB与OA平行.则下列说法中正确的是()A.t1~t2时间内甲和乙的距离越来越远B.0~t2时间内甲的速度和乙的速度始终不相等C.0~t3时间内甲和乙的位移相等.0~t3时间内甲的平均速度大于乙的平均速度6.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=16m/s,加速度大小a甲=2m/s2,做匀减速直线运动,乙以初速度v乙=4m/s,加速度大小a乙=1m/s2,做匀加速直线运动,下列叙述正确的是()A.两车再次相遇前二者间的最大距离为20mB.两车再次相遇所需的时间为4sC.两车再次相遇前二者间达到最大距离用时8sD.两车再次相遇在64m处二、多选题7.a、b两车在平直公路上沿同一方向行驶,运动的v﹣t图像如图所示,在t=0时刻,b车在a车前方s0处,在t=t1时间内,a车的位移为s,则()A.若a、b在t1时刻相遇,则B.若a、b在时刻相遇,则下次相遇时刻为2t1C.若a、b在时刻相遇,则D.若a、b在t1时刻相遇,则下次相遇时刻为2t18.物体A以10m/s的速度做匀速直线运动。
第一章运动的描述匀变速直线运动的研究6追及相遇问题1.(1)“慢追快”型:v 后=v 前时,Δx 最大.追匀减速运动的机车时,注意要判断追上时前车是否已停下.(2)“快追慢”型:v 后=v 前时,Δx 最小,若此时追上是“恰好不相撞”;若此时还没追上就追不上了;若此之前追上则是撞上.2.在已知出发点的前提下,可由v -t 图像面积判断相距最远、最近及相遇等情况.3.基本解题思路是:利用速度相等找位移关系.1.甲、乙两物体(均可视为质点)从同一出发点沿水平面朝同一方向运动,两物体运动的v -t 图像如图所示,下列说法正确的是()A .甲、乙两物体同时出发B .在t =4s 时甲、乙两物体相遇C .前4s 内两物体的平均速度相同D .相遇前甲、乙最远距离为6m 答案D解析从v -t 图像中可看出乙物体比甲物体延迟3s 出发,选项A 错误;t =4s 时,由v -t图像可知,甲、乙两车速度相等,甲的位移为x 甲=4×42m =8m ,乙的位移为x 乙=1×42m=2m ,可知两车未相遇,选项B 错误;因为前4s 内两物体的位移不同,所以两物体的平均速度不同,选项C 错误;在t =4s 前相同时刻甲的速度比乙的速度大,在达到相同速度前它们之间的距离在变大,甲、乙的速度相等时二者距离最远,由速度—时间图线与横轴围成的面积表示位移大小可求得相遇前甲、乙最远距离为x 甲-x 乙=6m ,选项D 正确.2.(多选)(2023·山西大学附属中学模拟)无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接.为了得到某款无线蓝牙耳机在运动时的最大连接距离,甲和乙两位同学做实验如下:乙佩戴无线蓝牙耳机,甲携带手机检测,二人间隔17.5m 且之间无障碍,某时刻起甲追乙的v -t 图像如图所示.发现手机在3s 末开始检测到蓝牙耳机信号,则下列判断正确的是()A .4s 时甲、乙相距最近为8mB .4s 时甲、乙相距最近为9.5mC .手机与蓝牙耳机连接上的时间为3sD .最远连接距离为10m 答案BD解析根据题图可知,4s 时甲、乙速度相等,此时相距最近,4s 内则有x 甲-x 乙=v 甲t -v 乙t2=4×4m -4×42m =8m ,初始位置乙在甲前方17.5m ,故此时相距9.5m ,选项A 错误,B 正确;由题图可知乙的加速度为a 乙=Δv 乙Δt=44m/s 2=1m/s 2,在3s 内则有x 甲′-x 乙′=v 甲t ′-12a 乙t ′2=4×3m -12×1×32m =7.5m ,则有最远连接距离为Δx =17.5m -7.5m =10m ,选项D 正确;根据图像的对称性可知,3s 内与5s 内甲、乙相距的距离相等,即5s 末手机与蓝牙耳机信号断开,连接上的时间为2s ,选项C 错误.3.(2023·山东日照市模拟)甲、乙两个质点沿着同一直线运动,其中质点甲做匀速直线运动,质点乙做初速度为零的匀加速直线运动,它们的位置x 随时间t 的变化规律如图所示.已知t 0时刻,甲的位置为x 0,且此时两图线的斜率相同,下列判断正确的是()A .乙的加速度大小为x 02t 02B .t 0时刻,两质点之间的距离为32x 0C .3t 0时刻,两质点之间的距离为32x 0D .两质点相遇时,乙的速度大小为2x 0t 0答案B解析由题意可知,甲的速度大小为v 甲=x0t 0,t 0时刻甲、乙图线的斜率相同,即此时乙的速度大小也为x 0t 0,根据运动学公式则有x 0t 0=at 0,可得乙的加速度大小为a =x0t 02,故A 错误;0~t 0的时间内,乙的位移为x 乙=12at 02=x 02,故两质点之间的距离为Δx =x 0-12x 0+x 0=32x 0,故B正确;0~3t 0时间内,甲的位移为x 甲=3x 0,乙的位移为x 乙′=92x 0,两质点之间的距离为Δx ′=|3x 0-92x 0+x 0|=12x 0,故C 错误;设两质点经过时间t 相遇,则有12at 2=x 0+v 甲t ,解得t =(3+1)t 0(另一解不符合实际,舍去),故相遇时,乙的速度大小为v 乙=at =(3+1)x 0t 0,故D 错误.4.如图所示,可视为质点的A 、B 两物体相距x =7m 时,A 在水平拉力和摩擦力作用下,正以v A =4m/s 的速度向右匀速运动,而物体B 此时正在摩擦力作用下以初速度v B =10m/s 向右匀减速运动,加速度a =-2m/s 2,则A 追上B 所经历的时间是()A .7sB .8sC .9sD .10s答案B解析由题意知,t =5s 时,物体B 的速度减为零,位移大小x B =v B t +12at 2=25m ,此时A的位移x A =v A t =20m ,A 、B 两物体相距Δx =x +x B -x A =7m +25m -20m =12m ,再经过Δt =Δxv A=3s ,A 追上B ,所以A 追上B 所经历的时间是5s +3s =8s ,选项B 正确.5.(多选)甲、乙两个物体从同一地点出发,在同一直线上做匀变速直线运动,它们的速度时间图像如图所示,则()A .甲、乙两物体运动方向相同B .t =4s 时,甲、乙两物体相遇C .在相遇前,甲、乙两物体的最远距离为18mD .在相遇前,甲、乙两物体的最远距离为20m 答案AD解析由题图可知,两物体的速度均沿正方向,故运动方向相同,A 正确;由题图可知,t=4s 时,甲、乙两物体的速度相同,4s 之前乙物体的速度比甲物体的速度大,两物体相距越来越远,4s 后甲物体的速度大于乙物体的速度,两物体相距越来越近,故t =4s 时两物体相距最远,最远距离Δx =x 乙-x 甲=12×(15-5)×4m =20m ,B 、C 错误,D 正确.6.冬季浓雾天气频繁出现.某日早晨浓雾天气中道路能见度只有30m ,且路面湿滑.一辆小汽车以15m/s 的速度由南向北行驶,某时刻,司机突然发现正前方浓雾中有一辆卡车正以3m/s 的速度同向匀速行驶,于是鸣笛示警同时紧急刹车,但路面湿滑,只能以2m/s 2的加速度减速行驶,卡车于2s 后以2m/s 2的加速度加速行驶.以下说法正确的是()A .因两车采取了必要的加、减速措施,所以两车不会追尾B .虽然两车采取了加、减速措施,但加速度过小,两车仍会追尾C .在卡车开始加速时,两车仅相距9mD .两车距离最近时只有12m 答案A解析设小汽车匀速行驶的速度为v 1,减速时的加速度大小为a 1;卡车匀速行驶时的速度为v 2,加速运动时的加速度大小为a 2,后车刹车后经过时间t 两者共速,则有v 1-a 1t =v 2+a 2(t-2s),解得t =4s ,在时间t 内小汽车的位移为x 1=v 1t -121t 2=44m ,卡车加速行驶的时间为t ′=t -2s =2s ,在时间t 内,卡车的位移为x 2=v 2t +12a 2t ′2=16m ,因x 2+30m >x 1,故两车不会追尾,此时两车相距最近,距离为Δx =x 2+30m -x 1=2m ,故A 正确,B 、D 错误.在卡车开始加速时,两车相距Δx ′=(30+3×2)m -(15×2-12×2×22)m =10m ,故C错误.7.现有一辆摩托车由静止开始先以2.5m/s 2的加速度做匀加速运动,后以最大行驶速度25m/s 匀速行驶,追赶前方以15m/s 的速度同向匀速行驶的卡车.已知摩托车开始运动时与卡车的距离为200m ,则:(1)追上卡车前二者相隔的最大距离是多少;(2)摩托车经过多长时间才能追上卡车.答案(1)245m(2)32.5s解析(1)由题意得摩托车匀加速运动最长时间t 1=v ma=10s此过程的位移x 1=v m 22a=125m<x 0=200m所以摩托车在达到最大速度之前没有追上卡车.在追上卡车前当二者速度(设为v )相等时相距最远,设从开始经过t 2时间速度相等,最大间距为x m ,则v =at 2解得t 2=va=6s最大间距x m =(x 0+v t 2)-12at 22=245m.(2)设从开始经过t 时间摩托车追上卡车,则有v m 22a+v m (t -t 1)=x 0+v t 解得t =32.5s.8.在一条平直的公路上,一货车以30m/s 的速率匀速行驶时,司机突然发现前方40m 处有一自行车以5m/s 的速率同道、同方向匀速行驶.司机立即开始制动.(这段公路很窄,无法靠边让道)(1)若货车刹车后以大小为5m/s 2的加速度做匀减速运动.通过计算分析骑自行车的人是否有危险?若无危险,求两车相距最近时的距离;若有危险,求出从货车发现自行车开始到撞上自行车的时间.(2)若货车司机发现自行车时,自行车也恰好发现货车,自行车立即做匀加速直线运动(不计反应时间),加速度大小为2m/s 2(两车均视为质点).货车也立即刹车做匀减速直线运动(不计反应时间),为避免碰撞,问:货车加速度至少多大才能避免相撞(结果保留两位有效数字).答案(1)2s(2)5.8m/s 2解析(1)当货车和自行车共速时,两者距离最近,则v 0-at =v ,解得t =5s此时货车的位移x 1=v 0+v 2t =87.5m自行车的位移x 2=v t =25m 因x 1>x 2+Δx可知货车已经和自行车相撞;由位移关系,设经过时间t ′两车相撞,则v 0t ′-12at ′2=Δx +v t ′解得t ′=2s(t ′=8s 舍去)(2)两车恰不相撞时,两者共速,则v0-a′t″=v+a1t″,v0t″-12a′t″2=Δx+v t″+12a1t″2,解得a′=5.8m/s2.。
一.模型及图像特征1.追及相遇问题中的一个条件和两个关系(1)一个条件:即两者速度相等,往往是物体能追上、追不上或两者距离最大、最小的临界条件,也是分析判断的切入点。
(2)两个关系:即时间关系和位移关系,这两个关系可通过画过程示意图得到。
2.追及相遇问题的两种典型情况(1)速度小者追速度大者类型图像说明匀加速追匀速匀速追匀减速匀加速追匀减速①0~t 0时段,后面物体与前面物体间距离不断增大②t =t 0时,两物体相距最远,为x 0+Δx (x 0为两物体初始距离)③t >t 0时,后面物体追及前面物体的过程中,两物体间距离不断减小④能追上且只能相遇一次(2)速度大者追速度小者类型图像说明匀减速追匀速匀速追匀加速匀减速追匀加速开始追时,两物体间距离为x 0,之后两物体间的距离在减小,当两物体速度相等时,即t =t 0时刻:①若Δx =x 0,则恰能追上,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞的临界条件②若Δx <x 0,则不能追上,此时两物体间距离最小,为x 0-Δx③若Δx >x 0,则相遇两次,设t 1时刻Δx 1=x 0,两物体第一次相遇,则t 2时刻两物体第二次相遇(t 2-t 0=t 0-t 1)3.追及相遇问题的解题思路及技巧(1)解题思路(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,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件。
③若被追的物体做匀减速直线运动,一定要注意追上前该物体是否已经停止运动,另外还要注意最后对解进行讨论分析。
④紧紧抓住速度相等这个临界点。
⑤遇到此类选择题时,图像法往往是最便捷的解法。
二.例题精讲:例1.红球匀速运动,速度V1=8m/s;蓝球匀减速运动直到静止不再运动,初速度V0=12m/s,加速度a=-1m/s2,蓝球与红球在同一位置同时出发,经多长时间与红球同速?同速前,两者距离如何变化?何时相遇?相遇前何时相距最远?答案:4s,增大,8s,4s变式1:红球匀速运动,初速度 V1=8m/s;蓝球匀减速运动直到静止不再运动,初速度V0=12m/s,加速度 a=-1m/s2,蓝球在红球后8m,经多长时间与红球同速?何时相遇?还能再次相遇吗?答案:4s,4s第一次相遇,不能再次相遇。
运动的图像追及、相遇问题专题一、选择题1.如图所示,高速公路收费站都设有“ETC”通道(即不停车收费通道),设ETC车道是笔直的,由于有限速,汽车通过时一般是先减速至某一限定速度,然后匀速通过电子收费区,再加速驶离(将减速和加速过程都看做加速度大小相等的匀变速直线运动)。
设汽车开始减速的时刻t=0,下列四幅图能与汽车通过ETC的运动情况大致吻合的是()2.如图所示是某质点运动的v-t图像,下列判断正确的是()A.在第2s末,质点的速度方向发生改变B.在0~2s内,质点做直线运动,在2~4s内,质点做曲线运动C.在0~2s内,质点的位移大小为1mD.在2~4s内,质点的加速度不断减小,方向不变3.甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图像如图所示,下列说法中正确的是()A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动B.在0~t1时间内,甲车平均速度等于乙车平均速度C.在0~t2时间内,丙、丁两车在t2时刻相遇D.在0~t2时间内,丙、丁两车加速度总是不相同的与t之间的关系图像如图所示,则下列说法正确4.动力车在刹车过程中位移和时间的比值xx的是()A.动力车的初速度为10m/sB.刹车过程动力车的加速度大小为2.5m/s2C.刹车过程持续的时间为8sD.从开始刹车时计时,经过2s,动力车的位移为30m5.如图所示为从静止开始做直线运动的物体的a-t图像,关于物体的运动下列说法正确的是()A.物体在t=6s时,速度为0B.物体在t=6s时,速度为18m/sC.物体运动前6s的平均速度为9m/sD.物体运动前6s的位移为18m6.一质点以一定的初速度从A点开始向相距8m的B点做直线运动,运动过程中其速度的二次方v2与位移x之间的关系图线如图所示,下列说法正确的是()A.质点做加速度增大的变加速运动B.质点做匀加速运动,其加速度大小为2m/s2C.质点运动的初速度大小为4m/sD.质点从A点运动到B点所用的时间为8s7.猫和老鼠的家分别在同一条笔直街道上。
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。
第八弹:那些年我们追过的小怪物1、如下图所示,小球甲从倾角θ=30°的光滑斜面上高h=5 cm的A点由静止释放做匀加速运动(加速度a=gsin30°),同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动,C点与斜面底端B处的距离L=0.4 m.甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙匀速追去,甲释放后经过t=1 s刚好追上乙,求乙的速度v0.2.汽车A在红绿灯前停住,绿灯亮起时起动,以0.4 m/s2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3.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______次,若B在A前,两者最多可相遇______次.4、一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3 m/s2的加速度开始加速行驶,恰在这时一辆自行车以6 m/s 的速度匀速驶来,从后边超过汽车.试求: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?此时距离是多少?(请分别用公式法、图像法、二次函数极值法、相对运动法尝试解答)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、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v0.若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车的加速度开始刹车.已知前车在刹车过程中所行驶的距离为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( )A.1xB.2xC.3xD.4x7、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/s2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车需要的时间是_____s ,在A 车追上B车之前,二者之间的最大距离是______m.8.如图1-2-1所示,A、B两物体相距s=7 m,A正以v1=4 m/s的速度向右做匀速直线运动,而物体B此时速度v2=10 m/s,方向向右,做匀减速直线运动(不能返回),加速度大小a=2 m/s2,求:①从图示位置开始计时,经多少时间A追上B.②若A、B两物体初始相距s=8 m,A以v1=8 m/s的速度向右做匀速直线运动,其他条件不变,求A追上B时间9、在水平轨道上有两列火车A和B相距x,A车在后面做初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动,而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同.要使两车不相撞,求A车的初速度v0满足什么条件.10.火车甲以速度V1向前行驶,发现前方S米处另一辆火车乙正以速度V2(V2<V1)做匀减速运动,加速度的大小为2α,火车甲为了避免与火车乙相撞,也开始做减速运动,则加速度1α的大小至少为多少?11.A、B两物体从同一地点,以相同初速度30 m/s,相同加速度a=10m/s2,间隔2 s时间先后出发,做匀减速运动(可以折返), 求两物体将在何处、何时相遇?12.从相距30 km的甲、乙两站每隔15 min同时以30 km/h的速率向对方开出一辆汽车.若首班车为早晨5时发车,则6时从甲站开出的汽车在途中会遇到多少辆从乙站开出的汽车?★13. A球自距地面高h处开始自由下落(以初速度为零,加速度为10m/s2做匀加速运动),同时B球以初速度v0正对A球竖直上抛(加速度向下,大小为10m/s2,做匀减速运动)空气阻力不计. 问:(1)要使两球在B球上升过程中相遇,则v0应满足什么条件?(2)要使两球在B球下降过程中相遇,则v0应满足什么条件?14—16题为选做题:14.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。
第12讲追及相遇问题1.追及相遇问题两物体在同一直线上一前一后运动,速度不同时它们之间可能出现距离最大、距离最小或者碰撞的情况,这类问题称为追及相遇问题。
2.分析追及相遇问题的思路和方法(1)讨论追及相遇问题的实质是分析两物体能否在同一时刻到达同一位置,注意抓住一个条件、用好两个关系。
(2)常用方法【例1】汽车甲从A点由静止开始做加速度大小为21m/s的匀加速直线运动,5s后汽车乙从A点以2m/s的初速度、23m/s的加速度追赶汽车甲,且恰好在B点追上汽车甲。
两汽车均视为质点,且在同一直线上运动.下列说法正确的是()A.汽车乙在A点时与汽车甲间的距离为25mB.汽车乙在A点时与汽车甲间的距离为12.5mC.汽车乙追上汽车甲前,两车间的最大距离为14.75mD.汽车乙追上汽车甲前,两车间的最大距离为32.5m【答案】BC【详解】AB. 汽车乙在A 点时与汽车甲间的距离为22111115m=12.5m 22x a t ==⨯⨯选项A 错误,B 正确;CD. 汽车乙追上汽车甲前,当乙车启动后经过时间t 两车速度相等,即1102()a t t v a t +=+解得t =1.5s ;v =6.5m/s 此时两车距离最大,则两车间的最大距离为01()14.75m 22v v vs t t t +∆=+-=选项C 正确,D 错误。
故选BC 。
【例2】A 、B 两辆汽车在平直公路上沿同一方向做直线运动,两辆汽车运动的速度—时间图像如图所示。
已知t =0时刻B 车在前,A 车在后,且在前6s 内A 车没有追上B 车,两车间的最短距离为3m 。
下列说法中正确的是( )A .两车在前4s 内运动方向相反B .两车在前6s 内B 车的速度变化更快C .前4s 内A 车比B 车多运动了40mD .两车在t =0时相距33m 【答案】D【详解】A .由v -t 图像可知在前4s 内两车的速度均为正,所以两车运动方向相同,选项A 错误; B .v -t 图线斜率的绝对值表示物体加速度的大小,由图可知A 车的加速度较大,即A 车的速度变化更快,选项B 错误;CD .两车同向运动,当后者的速度大于前者的速度时,两者之间的距离变小,当后者的速度小于前者的速度时,两者之间的距离变大,速度相等时距离最近,故4s 末两车相距最近,最近为3m ,由图可知前4s 内A 车比B 车多运动了30m ,所以t =0时两车相距33m ,选项C 错误,D 正确。
《追及、相遇问题》练习1.一辆卡车在沙尘暴天气中以 15 m/s 的速度匀速行驶,司机突然看到正前方十字路口有一个小孩跌倒在地,该司机经反响时间 0.6 s 后,刹车做匀减速运动,最后停在小孩前 1.5 m处,防止了一场事故的发生。
刹车过程中卡车加速度的大小为 5 m/s2,则( )A.司机发现情况时,卡车与该小孩的距离为 31.5 mB.司机发现情况后,卡车经过 3 s 停下C.从司机发现情况到停下来的过程中卡车的平均速度为 11 m/sD.假设卡车的初速度为 20 m/s,其他条件都不变,则卡车将撞到小孩2.两辆完全相同的汽车,沿平直公路一前一后以相同的速度匀速行驶,假设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的二分之一的大小开始刹车.前车在刹车过程中所行驶的距离为s,假设要保证两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( )A.1s B.2s C.2.5s D.3s3.小明准备乘坐公共汽车回家,当到达车站前,发现公共汽车在前面离自己 10m 远处正以5m/s 的速度匀速向前行驶,小明立即示意司机停车并以 4m/s 的速度匀速追赶,司机看到信号经 1.0s 反响时间后,立即刹车,加速度大小为 2.5m / s2 ,求:小明追上汽车所需时间?4.甲车以 10m/s 的速度在平直的公路上匀速行驶,乙车以 4m/s 的速度与甲车同向做匀速直线运动,甲车经过乙车旁边开始以 0.5m/s2的加速度刹车,从甲车刹车开始计时,求:〔1〕乙车在追上甲车前,两车相距最大的距离.〔2〕乙车追上甲车所用的时间.5.汽车前方 120m 有一自行车正以 6m/s 的速度匀速东边,汽车以 18m/s 的速度追赶自行车,假设两车在同一条公路不同车道上作同方向的直线运动,求:〔1〕经多长时间,两车第一次相遇;〔2〕假设汽车追上自行车后立即刹车,汽车刹车过程中的加速度大小为 2m/s2,则再经多长时间两车第二次相遇。
微课精练(四) 运动学中的追及相遇问题1.(2021·广东高考)(多选)赛龙舟是端午节的传统活动。
下列v -t 和x -t 图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有( )解析:选BD 从v -t 图像上看,由于所有龙舟出发点相同,故只要存在甲龙舟与其他龙舟从出发到某时刻图线与t 轴所围图形面积相等,就存在船头并齐的情况,故A 错误,B 正确。
从x -t 图像上看,图像的交点即代表两龙舟船头并齐,故D 正确,C 错误。
2.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头s 处有另一列火车,它正沿相同的方向以较小的速度v 2做匀速运动,于是司机立即使火车做匀减速运动,该加速度大小为a ,则要使两车不相撞,加速度a 应满足的关系为( )A .a >(v 12-v 22)2sB .a >v 122sC .a >v 222s D .a >(v 1-v 2)22s解析:选D 设经过时间t 两车相遇,则有v 2t +s =v 1t -12at 2,整理得at 2+2(v 2-v 1)t +2s =0,要使两车不相撞,则上述方程无解,即Δ=4(v 2-v 1)2-8as <0,解得a >(v 1-v 2)22s ,即选项D 正确。
3.甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶,t=0时刻它们恰好经过同一路标。
0~t 2时间内,两辆车的v -t 图像如图所示,则( )A .t 1时刻甲车追上乙车B .t 2时刻甲车的加速度大小大于乙车的加速度大小C .0~t 2时间内甲车的平均速度大小为v 1+v 22D .0~t 2时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度解析:选D 在v -t 图像中,图像与时间坐标轴围成的面积表示位移,因此t 1时刻甲、乙两车的速度大小相等,但位移不同,因此选项A 错误;在v -t 图像中图线斜率表示加速度,因此可知t 2时刻甲车的加速度大小小于乙车的加速度大小,故选项B 错误;由于甲车不是做匀变速直线运动,因此不能用中间时刻的瞬时速度代替平均速度,只能用v =x t 求平均速度,故选项C 错误;由图像可知,0~t 2时间内甲车的位移大于乙车的,因此根据v =x t 可知,0~t 2时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度,故选项D 正确。
专题1.3 运动图象 追及相遇问题(精练)1.(2019·黑龙江哈尔滨三中期中)一物体在某点从静止开始做匀加速直线运动,其中物体运动的位移为s 、加速度为a 、速度为v 、运动时间为t ,则下列图象一定错误的是( )【答案】D【解析】从静止开始的匀加速直线运动加速度a 恒定不变,v =at ∝t ,A 图正确;s =12at 2∝t 2,B 图正确;v 2=2as ∝s ,C 图正确;D 图中说明物体在运动过程中加速度变化了,D 项错误。
2.(多选) (2019·山西大同一中期中)物体甲的位移与时间图象和物体乙的速度与时间图象分别如图甲、乙所示,关于这两个物体的运动情况描述正确的是( )A .甲在0~6 s 时间内有来回运动,它通过的总位移为零B .甲在0~6 s 时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 mC .乙在0~6 s 时间内有来回运动,它通过的总位移为零D .乙在0~3 s 内的加速度与3~6 s 内的加速度方向相反【答案】BC【解析】甲图象中的直线的斜率表示速度,速度方向不变,没有来回运动,只是相对于原点的位移,一开始为负,后来为正,选项B 正确;乙图象中直线的斜率表示加速度,速度先是负向变小,后正向增大,有来回运动,选项C 正确。
3.(2019·四川广汉一中期末)A 、B 两个物体在同一条直线上做直线运动,它们的a t 图象如图所示,规定水平向右为正方向.已知在t =0时,两物体的速度均为零,且A 在B 的左边1.75 m 处,则A 追上B 的时间是( )A .t =0.5 sB .t =1.5 sC .t =2.5 sD .t =3.5 s【答案】D【解析】很显然,在前2 s 内两个物体运动规律是一样的,不可能追上,故A 、B 错误;在t =2.5 s 时,A 的位移是1.125 m ,B 的位移是0.875 m ,两位移之差为0.25 m ,小于1.75 m ,故C 错误;t =3.5 s 时,A 的位移是1.875 m ,B 的位移是0.125 m ,两位移之差等于1.75 m ,故D 正确。
考点04 运动图像问题追及相遇问题1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题v-t图像2024年甘肃卷、河北卷、福建卷选择题x-t图像2024全国新课标卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对这部分的考查,考查频率较高,特别是运动图像问题,几乎每年都要考查,题型多以选择题居多,通过图像对物体运动学物理和动力学物理量加以考查。
【备考策略】1.明确各种图像的中斜率、面积、截距、拐点等内容的物理含义,并会利用图像处理物理问题。
2.掌握处理追及相遇的方法和技巧,能够利用相应的方法处理实际问题。
【命题预测】重点关注各类图像,且要明确图像的斜率、面积等物理意义。
一、运动图像问题解决此类问题时要根据物理情境中遵循的规律,由图像提取信息和有关数据,根据对应的规律公式对问题做出正确的解答。
具体分析过程如下:二、追及相遇问题1.牢记“一个流程”2.把握“两种情景”物体A追物体B,开始二者相距x0,则:(1)A追上B时,必有x A-x B=x0,且v A≥v B。
(2)要使两物体恰不相撞,必有x A-x B=x0,且v A=v B。
考点一运动图像问题考向1 v-t图像1.在2024年世界泳联跳水世界杯女子10m跳台的决赛中,中国选手再次夺冠。
如图所示为中国选手(可视为质点)跳水过程简化的v﹣t图像,以离开跳台时作为计时起点,取竖直向上为正方向,关于运动员说法正确的是()A .1t 时刻达到最高点B .2t 时刻到达最低点C .12t t :时间段与23t t :时间段的加速度方向相同D .30~t 时间段的平均速度比13t t :时间段的平均速度大【答案】A【详解】A .10t :时间段向上做减速运动,1t 时刻达到最高点,选项A 正确;B .2t 时刻运动员到达水面,3t 时刻到达水内最低点,选项B 错误;C .图像的斜率等于加速度,可知12t t :时间段与23t t :时间段的加速度方向相反,选项C 错误;D .30~t 时间段的位移比13t t :时间段的位移小,但是30~t 时间段比13t t :时间段长,根据x v t =可知,30~t 时间段的平均速度比13t t :时间段的平均速度小,选项D 错误。
专题6 追及相遇问题1.(1)“慢追快”型:v后=v前时,Δx最大.追匀减速运动的机车时,注意要判断追上时前车是否已停下.(2)“快追慢”型:v后=v前时,Δx最小,若此时追上是“恰好不相撞”;若此时还没追上就追不上了;若此之前追上则是撞上.2.v-t图象在已知出发点的前提下,可由图象“面积”判断相距最远、最近及相遇.1.(2020·河南郑州市中原联盟3月联考)如图1所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移-时间(x-t)图象.由图可知( )图1A.在时刻t1,a、b两车相遇,且运动方向相反B.在时刻t2,a车追上b车,且运动方向相同C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先增大后减小D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车小答案 A解析在时刻t1,a、b两车到达同一位置而相遇,根据图象切线的斜率表示速度可知两车运动方向相反,故A正确;在t1到t2这段时间内,a在前,b在后,则在时刻t2,b车追上a 车,根据图象切线的斜率表示速度可知两车运动方向相同,故B错误;在t1到t2这段时间内,b车图线斜率大小先减小后增大,则b车的速率先减小后增大,故C错误;在t1到t2这段时间内,b车的速率先大于a后小于a,最后又大于a,故D错误.2.(2020·福建龙岩市质检)如图2所示,直线a和曲线b分别是在平行的平直公路上行驶的汽车a和b的速度—时间(v-t)图线,在t1时刻两车刚好在同一位置(并排行驶),在t1到t3这段时间内,下列说法正确的是( )图2A.在t2时刻,两车相距最远B.在t3时刻,两车相距最远C.a车加速度均匀增大D.b车加速度先增大后减小答案 B解析 在t 1~t 3时间段内,b 车速度都小于a 车速度,两者间距一直增大,所以在t 3时刻,两车相距最远,选项B 正确,选项A 错误.a 车做匀加速直线运动,a 车加速度不变,选项C 错误.根据速度-时间图象的斜率表示加速度可知,b 车加速度一直在增大,选项D 错误.3.(2020·四川成都第七中学月考)自行车和汽车同时驶过平直公路上的同一地点,此后其运动的v -t 图象如图3所示,自行车在t =50 s 时追上汽车,则( )图3A.汽车的位移为100 mB.汽车的运动时间为20 sC.汽车的加速度大小为0.25 m/s 2D.汽车停止运动时,二者间距最大答案 C解析 在t =50 s 时,自行车位移x 1=4×50 m=200 m ,由于自行车追上汽车,所以汽车位移等于自行车位移,即汽车位移为200 m ,选项A 错误;由v -t 图象与t 轴围成的面积表示位移可知,汽车要运动40 s ,位移才能达到200 m ,由此可得汽车运动的加速度大小为a =0.25 m/s 2,选项B 错误,C 正确;两者速度相等时,间距最大,选项D 错误.4.(2020·河南三门峡市11月考试)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4所示.在0~t 2时间内,下列说法中正确的是( )图4A.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,t 1时刻两物体相距最远C.t 2时刻两物体相遇D.Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是v 1+v 22答案 B解析 速度—时间图象的斜率表示加速度,从图中可知Ⅰ曲线的斜率在减小,所以Ⅰ加速度在减小,根据牛顿第二定律可得Ⅰ物体所受的合力在减小,Ⅱ斜率恒定,做匀减速直线运动,合力恒定,A 错误;速度—时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,由图可知在t 1时刻两物体面积差最大,相距最远,故B 正确;t 2时刻,物体Ⅰ的位移比物体Ⅱ的位移大,两者又是从同一地点同时开始运动的,所以t 2时刻两物体没有相遇,故C 错误;物体的位移就等于图中两图象与时间轴所围的面积,平均速度就等于位移与时间的比值,由图知物体Ⅰ的位移比物体Ⅱ的位移大,且物体Ⅱ做匀减速运动,其平均速度为v 1+v 22,Ⅰ的平均速度大于v 1+v 22,D 错误.5.(2020·广东深圳市第二次检测)甲、乙两汽车在两条平行且平直的车道上行驶,运动的v -t 图象如图5所示,已知t =0时刻甲、乙第一次并排,则( )图5A.t =4 s 时刻两车第二次并排B.t =6 s 时刻两车第二次并排C.t =10 s 时刻两车第三次并排D.前10 s 内两车间距离的最大值为12 m答案 C解析 由图象可知,在前8 s 内,甲的位移x ′=vt =48 m ,乙的位移x ″=2+62×12 m=48 m ,说明t =8 s 时刻两车第二次并排,选项A 、B 均错误;两车第二次并排后,设经过Δt时间两车第三次并排,有:v ·Δt =v 1·Δt -12a 2·Δt 2,解得Δt =2 s ,两车恰好在乙速度为零时第三次并排,第三次两车并排的时刻为t =10 s ,选项C 正确;由图象可知,前10 s内在t =4 s 时刻两车距离最大(图象上左侧的梯形面积),Δx =2+42×6 m=18 m ,选项D 错误.6.(多选)(2020·河南驻马店市3月模拟)甲、乙两车在相邻的平行车道同向行驶做直线运动,v -t 图象如图6所示,二者最终停在同一斑马线处,则( )图6A.甲车的加速度小于乙车的加速度B.t =0时乙车在甲车前方8.4 m 处C.t =3 s 时甲车在乙车前方0.6 m 处D.前3 s 内甲车始终在乙车后边答案 BC解析 根据v -t 图象的斜率大小表示加速度大小,斜率绝对值越大加速度越大,则知甲车的加速度大于乙车的加速度,故A 错误;设甲车运动的总时间为t ,根据几何关系可得:3 s t =1518,得t =3.6 s ,在0~3.6 s 内,甲的位移x 甲=18×3.62m =32.4 m,0~4 s 内,乙的位移x 乙=12×42m =24 m ,因二者最终停在同一斑马线处,所以,t =0时乙车在甲车前方x 甲-x 乙=8.4 m ,故B 正确;0~3 s 内,甲、乙位移之差Δx =6×32m =9 m ,因t =0时乙车在甲车前方8.4 m 处,所以t =3 s 时甲车在乙车前方0.6 m 处,故C 正确;由上分析知,前3 s 内甲车先在乙车后边,后在乙车的前边,故D 错误.7.(2019·四川德阳市质检)如图7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x 1=12 m.图7(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x 0应满足什么条件? 答案 (1)12 m/s 3 m/s 2(2)x 0>36 m解析 (1)在t 1=1 s 时A 车刚启动,两车间缩短的距离 x 1=v B t 1代入数据解得B 车的速度v B =12 m/sA 车的加速度a =vB t 2-t 1将t 2=5 s 和其余数据代入解得A 车的加速度大小a =3 m/s 2(2)两车的速度相等时,两车的距离达到最小,对应于v -t 图象的t 2=5 s 时刻,此时两车已发生的相对位移为梯形的面积,则x =12v B (t 1+t 2)代入数据解得x=36 m因此,若A、B两车不会相撞,则两车的距离x0应满足条件:x0>36 m.。
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=0Δ=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=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.⑴v 甲=v 乙=at 时, t=2.5sΔS=S 乙-S 甲+S AB=10×2.5-4×2.52/2+12=24.5m⑵S 甲=S 乙+S ABat 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 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 2v m =at 1=20卡车 S 2=v o t=10t S 1=S 2+100 T=t 1+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/s 2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: ΔS=S 自行车+d-S 汽车=(v 自行车t+d)-(v 汽车 0t-at 2/2)=d-6t+3t2=d-3+3(t-1)2当t=1s时, ΔS有极小值ΔS1=d-3 ΔS1≥0d≥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+at2/2-(vt-gt2/2)=(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.h1+h2=Hh1=gt2/2 h2=v0t-gt2/2∴ t=h/v0⑴上升相遇 t<v0/g∴ H/v0>v0/g v02>gH⑵下降相遇 t>v0/g t′<2v0/g∴ H/v0>v0/g v02<gHH/v0<2v0/g v02>gH/2即Hg>v02>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.S1=v0(t+2)-g(t+2)2/2S2=v0t-gt2/2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.第二个物体抛出时及第一个物体相遇Δt1=2×2v0/g第二个物体落地时及第一个物体相遇Δt2=2×2v0/g-2v0/g=2v0/g∴ 2v0/g≤Δt≤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 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,运动方向及A 车相同,则从绿灯亮时开始 ( )A.A 车在加速过程中及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v 1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v 2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/s 2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,图线及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及时间轴所围“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、相遇问题》精讲精练
【知识要点】
“追及”主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置,常见的情形有两种:
(1)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
(2)匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时,(或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。
【典型例题】
(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;v1= v2时,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/s2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?
(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】一个步行者以6m/s的最大速率跑步去追赶被红绿灯阻停的公共汽车,当它距离公共汽车25m时,绿灯亮了,车子以1m/s2的加速度匀加速起动前进,则()
A.人能追上汽车,追车过程中共跑了36m
B.人不能追上汽车,人和车最近距离为7m
C.人不能追上汽车,自追车开始后人和车间距越来越大
D.人能追上汽车,追上车前人共跑了43m
(三).匀减速运动追匀速运动的情况(同上)
【例3】A、B两列火车,在同轨道上同向行驶,A车在前,其速度v A=10 m/s,B车在后,其速度v B=30 m/s.因大雾能见度低,B车在距A车700 m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过1 800 m才能停止.问A车若按原速度前进,两车是否会相撞?
说明理由.
(四).匀速运动追匀减速运动的情况:
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。
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4】(匀速追匀减速)如图所示,A、B两物体相距s=7 m时,A在水平拉力和摩擦力作用下,正以v A=4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时正以v B=10 m/s的初速度向右匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,求A追上B所经历的时间.
【巩固训练】
1.A、B两质点从同一位置沿同一方向同时开始运动,A匀速,B匀加速,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。
v
6
3
1 2 3 4
2.如图所示为甲、乙两个物体做直线运动的v-t图象,由图象可以分析( )
A.甲做匀变速直线运动,乙做匀速直线运动
B.甲、乙两物体在t=0时刻的位置不一样
C.甲、乙两物体在t=2 s时有可能相遇
D.前4 s内甲、乙两物体的位移相等
3.一辆汽车正在以v0=20 m/s的速度匀速行驶,突然,司机看见车的正前方x处有一只静止
的小狗,司机立即采取制动措施.司机从看见小狗开始采取了一系列动作,整个过程中汽车的运动规律如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.汽车先做匀速运动再做反向匀减速运动
B.汽车做匀变速运动的加速度为4.44 m/s2
C.从图中得到司机在其反应时间内前进的距离为10 m D.x等于或大于10 m时,小狗是安全的
4.如图所示,a、b分别是甲、乙两辆车从同一地点沿同一直线同时运动的速度图象,由图象
可以判断( )
A.2 s后甲、乙两车的加速度大小相等
B.在0~8 s内两车最远相距148 m
C.两车只有t0时刻速率相等
D.两车在t=8 s时相遇
【方法总结】
1、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)图象法——正确画出物体运动的v--t图象,根据图象的斜率、截距、面积的物理意义结合三大关系求解。
(3)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。
2、分析方法
当两个物体在同一直线上同向运动,当前面物体的运动速度大于后面物体的运动速度时,两者间的距离将逐渐增大,不论两物体做什么运动均如此。
反之,两者间的距离将逐渐减小。
可见,当两物体速度相等时,两者间的距离将最大或最小。
3、求解追及和相遇问题的基本思路:
(1)分别对两物体研究;
(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、位移关系;
(5)解出结果,必要时进行讨论。