追击相遇问题专题讲解
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追击相遇问题知识点总结
追击相遇问题是数学中较为常见的几何问题,通常涉及到两个物体在同一直线
上追逐的情况。
以下是追击相遇问题的一些核心知识点总结:
1. 相对速度:追击相遇问题中,我们需要计算追赶者与被追赶者的相对速度。
这可以通过将两者的速度相减得出。
2. 时间关系:追赶者通常会追上被追赶者,因此我们关注的是时间的关系。
如
果我们能够确定他们相遇的时间,就能解决问题。
3. 距离关系:追击相遇问题中,我们通常需要确定两者的初始距离以及相遇时
的距离。
这些信息可以帮助我们计算出相遇的时间。
4. 运动方向:追击相遇问题中,我们需要考虑追赶者和被追赶者的运动方向。
这可以通过正负号来表示,正号表示正向运动,负号表示反向运动。
5. 使用方程:追击相遇问题通常可以通过建立方程来解决。
我们可以利用速度、时间和距离的关系来建立方程,从而求解问题。
总的来说,追击相遇问题要求我们理解速度、时间、距离和运动方向的关系,
并能够灵活运用这些关系来解题。
熟练掌握以上知识点,可以帮助我们解决各种追击相遇问题。
追击相遇问题【专题概述】1. 当两个物体在同一条直线上运动时,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时,就会涉及追及、相遇或避免碰撞等问题。
2. 追及问题的两类情况(1) 若后者能追上前者,则追上时,两者处于同一位置,后者的速度一定不小于前者的速度。
(2) 若后者追不上前者,则当后者的速度与前者速度相等时,两者相距最近。
3.相遇问题的常见情况(1)同向运动的两物体追及即相遇。
(2)相向运动的两物体,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。
4.追及相遇问题中的两个关系和一个条件(1)两个关系:即时间关系和位移关系,这两个关系可通过画草图得到。
(2)一个条件:即两者速度相等,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。
5.追及相遇问题常见的情况物体A追物体B,开始时,两个物体相距s。
(1)A追上B时,必有s=且;(2)要使两物体恰好不相撞,必有s=且;(3)若使物体肯定不相撞,则由时,且之后。
【典例精讲】1. 基本追赶问题【典例1】在水平轨道上有两列火车A和B,相距s,A车在后面做初速度为、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车的初速度满足什么条件。
2.是否相碰及相碰问题【典例 2】越来越多的私家车变成了人们出行的工具,但交通安全将引起人们的高度重视,超速是引起交通事故的重要原因之一,规定私家车在高速公路上最高时速是120 km/h,为了安全一般在110~60 km/h之间行驶;(1)在高速公路上行驶一定要与前车保持一个安全距离s0,即前车突然停止,后车作出反应进行减速,不会碰到前车的最小距离.如果某人驾车以108 km/h的速度行驶,看到前车由于故障停止,0.5 s后作出减速动作,设汽车刹车加速度是5 m/s2,安全距离是多少?(2)如果该人驾车以108 km/h的速度行驶,同车道前方x0=40 m处有一货车以72 km/h 的速度行驶,在不能改变车道的情况下采取刹车方式避让(加速度仍为5 m/s2),通过计算说明是否会与前车相碰.【典例3】2014年11月22日16时55分,四川省康定县境内发生6.3级地震并引发一处泥石流.一汽车停在小山坡底,突然司机发现山坡上距坡底240 m处的泥石流以8 m/s 的初速度,0.4 m/s2的加速度匀加速倾泻而下,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,司机的反应时间为1 s,汽车启动后以恒定的加速度一直做匀加速直线运动.其过程简化为图所示,求:(1)泥石流到达坡底的时间和速度大小?(2)试通过计算说明:汽车的加速度至少多大才能脱离危险?(结果保留三位有效数字)3. 能否追上及最大值的问题【典例4】甲车以3 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动.乙车落后2 s在同一地点由静止开始,以6 m/s2的加速度做匀加速直线运动.两车的运动方向相同.求:(1)在乙车追上甲车之前,两车距离的最大值是多少?(2)乙车出发后经多长时间可追上甲车?此时它们离出发点多远?【典例5】一列火车从车站出发做匀加速直线运动,加速度为0.5 m/s2,此时恰好有一辆自行车(可视为质点)从火车头旁边驶过,自行车速度v0=8 m/s,火车长l=336 m.(1)火车追上自行车以前落后于自行车的最大距离是多少?(2)火车用多少时间可追上自行车?(3)再过多长时间可超过自行车?注意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。
直线运动中的追与和相遇问题一、相遇和追与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、 解相遇和追与问题的关键1.画出物体运动的情景图2.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、追与、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:追与问题中常用的临界条件:⑴速度小者加速追速度大者,速度在接近,但距离在变大。
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, 速度在接近,但距离在变小。
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v1< v2):1.当v1< v2时,两者距离变大;2.当v1= v2时,两者距离最大;3.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32的加速度行驶,恰有一自行车以6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?(二).匀速运动追匀加速运动的情况(开始时v1> v2):1.当v1> v2时,两者距离变小;2.当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x12+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。
追击相遇问题知识点总结1. 基本概念在追击相遇问题中,常常涉及到两个物体(例如两辆汽车、两个人等)在相同的轨道上同时运动,一个追赶另一个。
问题通常会问在何时何地两者相遇。
这类问题是运动学中的一个经典问题,也涉及到数学中的几何和代数的知识。
2. 相关定理在解决追击相遇问题时,有一些基本的定理是非常有用的。
其中,最著名的要属相遇定理和追及定理。
相遇定理:在追击相遇问题中,如果两个物体沿着同一条直线运动,且速度不同,那么它们相遇的时间可以由它们的速度和相对距离来计算。
具体来说,如果两个物体分别以速度v1和v2沿着同一条直线运动,且相对距离为d,那么它们相遇的时间t可以用以下公式表示:t = d / (v1 - v2)追及定理:在追击相遇问题中,如果两个物体分别以速度v1和v2运动,其中v1 > v2,那么第一个追上第二个的时间同样可以由它们的速度和相对距离来计算。
具体来说,如果第一个物体比第二个物体快,那么它们相遇的时间t可以用以下公式表示:t = d / (v1 - v2)3. 解题方法解决追击相遇问题时,常常需要采用一些特定的解题方法。
以下是一些常用的解题方法:方法一、坐标法:如果问题可以转化为平面坐标系中的运动问题,我们可以通过建立坐标系,设定参考点,列出各个物体的位置方程,然后通过代数运算来解决问题。
方法二、相遇时间法:利用相遇定理和追及定理,根据物体的速度和相对距离,计算出它们相遇的时间。
方法三、曲线图法:对于某些追击相遇问题,可以通过绘制两个物体的运动轨迹图,通过图形的相交处来确定它们的相遇时间和地点。
当然,以上只是一些解题方法中的常见方法,具体到实际问题,可能需要根据具体情况选择合适的方法。
4. 经典例题以下是一些经典的追击相遇问题的例题,我们通过这些例题来实践一下前面所学到的知识:例题1:A、B两地相距180公里,甲车以每小时60公里的速度从A出发,乙车以每小时40公里的速度从B出发,两车同时出发,问多少时间两车相遇?例题2:甲、乙两车分别以每小时40公里和每小时60公里的速度相对而行,相距300公里。
类型06 追及相遇问题的解决方法知识点一、追及问题的两类情况 (1)知识点二、相遇问题的两类情况 (1)题型01:实际问题中追及相遇问题 (2)题型02:与图像结合的追及相遇问题 (4)知识点一、追及问题的两类情况(1)若后者能追上前者,追上时,两者处于同一位置,且后者速度一定不小于前者速度。
(2)若后者追不上前者,则当后者速度与前者速度相等时,两者相距最近。
知识点二、相遇问题的两类情况(1)同向运动的两物体追及即相遇。
(2)相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇。
热点题型一实际问题中追及相遇问题1.牢记“一个思维流程”2.掌握“三种分析方法”(1)分析法应用运动学公式,抓住一个条件、两个关系,列出两物体运动的时间、位移、速度及其关系方程,再求解。
(2)极值法设相遇时间为t,根据条件列出方程,得到关于t的一元二次方程,再利用数学求极值的方法求解。
在这里,常用到配方法、判别式法、不等式法等。
(3)图象法在同一坐标系中画出两物体的运动图象。
位移图象的交点表示相遇,速度图象抓住速度相等时的“面积”关系找位移关系。
【典例1】(2021·长春第一中学模拟)汽车A 以v A =4 m/s 的速度向右做匀速直线运动,发现前方相距x 0=7 m 处、以v B =10 m/s 的速度同向运动的汽车B 正开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹车的加速度大小a =2 m/s 2.从此刻开始计时,求: (1)A 追上B 前,A 、B 间的最远距离是多少? (2)经过多长时间A 恰好追上B? 解题关键——画运动示意图 汽车A 和B 运动的过程如图所示.【答案】 (1)16 m (2)8 s【解析】(1)当A 、B 两汽车速度相等时,两车间的距离最远,即 v =v B -at =v A ,解得t =3 s 此时汽车A 的位移x A =x A t =12 m 汽车B 的位移x B =v B t -12at 2=21 m 故最远距离Δx max =x B +x 0-x A =16 m .(2)汽车B 从开始减速直到静止经历的时间t 1=v Ba =5 s 运动的位移x ′B =v 2B 2a=25 m汽车A 在t 1时间内运动的位移x ′A =v A t 1=20 m 此时相距Δx =x ′B +x 0-x ′A =12 m 汽车A 需再运动的时间t 2=Δxv A=3 s故A 追上B 所用时间t =t 1+t 2=8 s .【变式2】 (一题多解)在水平轨道上有两列火车A 和B 相距s ,A 车在后面做初速度为v 0、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。
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。
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.几种典型的追击、相遇问题在讨论A 、B 两个物体的追击问题时,先定义几个物理量,0x 表示开始追击时两物体之间的距离,x ∆表示开始追及以后,后面的物体因速度大而比前面物体多运动的位移;1v 表示运动方向上前面物体的速度,2v 表示后面物体的速度。
下面分为几种情况:1. 特殊情况:同一地点出发,速度小者(初速度为零,匀加速运动)追击速度大者(匀速运动)。
(1)当12v v =,A 、B 距离最大。
(2)当两者位移相等时,有 122v v =且A 追上B 。
(3)A 追上B 所用的时间等于它们之间达到最大距离时间的两倍,122t t =。
(4)两者运动的速度时间图像2. 速度小者(2v )追击速度大者(1v )的一般情况3. 速度大者(2v )追速度小者(1v )的一般情况追击与相遇问题专项典型例题分析类型图象 说明匀加速追匀速①t =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x 0+Δx③t =t 0以后,后面物体与前面物体间距离减小④当两者的位移相同时,能追及且只能相遇一次。
专题24 例析追击和相遇问题的解题方法【专题综述】一次函数类的相遇与追击问题常常与学生的生活实际相联系,有条件时我们不妨安排学生进行模拟实验,在生动趣味的实验过程中深化学生理解。
在教学过程中,尽可能追求学生对题目图形的理解,务必做到图形与情境的一一对应。
【方法解读】一、追击类问题例1甲乙两人同时去B地,甲骑自行车,乙骑摩托车中途摩托车出现故障改步行,下图是他们的路程随时间变化的图线。
(1)求出甲乙两人路程与时间的关系函数;(2)甲到达终点用了多长时间?(3)两人何时相距最远,最远距离是多少?【举一反三】(江苏省丹阳市)在20km越野赛中,甲乙两选手的行程y(单位:km)随时间x(单位:h)变化的图象如图所示,根据图中提供的信息,有下列说法:①两人相遇前,甲的速度小于乙的速度;②出发后1小时,两人行程均为10km;③出发后1.5小时,甲的行程比乙多3km;④甲比乙先到达终点.其中正确的有()A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个二、相遇类问题例2 甲乙两地之间有一条笔直的公路,小明从甲地出发沿公路步行前往乙地,同时小亮从乙地出发沿公路骑自行车前往甲地,小亮到达甲地后停留一段时间,原路原速返回,追上小明后两人一起步行到乙地。
设小明与甲地的距离为1y ,小亮与甲地的距离为2y ,小明小亮之间的距离为s ,小明行走时间为x ,12y y 、与x 之间的函数图象如图1,s 与x 之间的部分图形如图2。
(1)求小亮从乙到甲的2y 与x 之间的函数关系;(2)求小亮由甲返回到与小明相遇的s 与x 的函数关系;(3)补全图2的信息,并求出a 值。
【举一反三】(2017年中考)在一条笔直的公路上有A 、B 、C 三地,C 地位于A 、B 两地之间,甲车从A 地沿这条公路匀速驶向C 地,乙车从B 地沿这条公路匀速驶向A 地,在甲车出发至甲车到达C 地的过程中,甲、乙两车各自与C 地的距离y (k m )与甲车行驶时间t (h )之间的函数关系如图所示.下列结论:①甲车出发2h 时,两车相遇;②乙车出发1.5h 时,两车相距170km ;③乙车出发527h 时,两车相遇;④甲车到达C 地时,两车相距40km .其中正确的是______(填写所有正确结论的序号).【强化训练】1.(陕西安市) A 、B 两辆汽车同时从相距330千米的甲、乙两地相向而行,s (千米)表示汽车与甲地的距离,t (分)表示汽车行驶的时间,如图,L 1,L 2分别表示两辆汽车的s 与t 的关系?(1)L 1表示哪辆汽车到甲地的距离与行驶时间的关系?(2)汽车B 的速度是多少?(3)求L 1,L 2分别表示的两辆汽车的s 与t 的关系式.(4)2小时后,两车相距多少千米?(5)行驶多长时间后,A、B两车相遇?2.(2017年吉林省)小明和爸爸从家步行去公园,爸爸先出发一直匀速前行,小明后出发匀速前行,且途中休息一段时间后继续以原速前行.家到公园的距离为2000m,如图是小明和爸爸所走的路程S(m)与步行时间t(min)的函数图象.(1)直接写出BC段图象所对应的函数关系式(不用写出t的取值范围).(2)小明出发多少时间与爸爸第三次相遇?(3)在速度都不变的情况下,小明希望比爸爸早18分钟到达公园,则小明在步行过程中停留的时间需减少分钟.3.(江苏省盐城市)A、B与C三地依次....从A,B两地沿直线匀速步行到C..在一条直线上.甲,乙两人同时分别地,甲到达C地花了m分钟.设两人出发x(分钟)时,甲离..B.地的距离为.....y.(米),y与x的函数图像如图所示. (1)A地离C地的距离为米,m= ;(2)已知乙的步行速度是40米/分钟,设乙步行时与B地的距离为y(米),直接写出y与x的函数关系式及自变量x的取值范围,并在图中画出此函数的图像;(3)乙出发几分钟后两人在途中相遇?4.(山东省商河县) 如图,l A,l B分别表示A步行与B骑车在同一路上行驶的路程S与时间t的关系.(1)B出发时与A相距________千米,B走了一段路后,自行车发生故障,进行修理,所用的时间是_______小时,B出发后________小时与A相遇;(2)求出A行走的路程S与时间t的函数关系式.(3)若B的自行车不发生故障,保持出发时的速度前进,则B出发多少小时与A相遇,相遇时距离B的出发点多少千米?并请在图中表示出这个相遇点C.5.(山东省商河县)为迎接2008年北京奥运会,某学校组织了一次野外长跑活动,参加长跑的同学出发后,另一些同学从同地骑自行车前去加油助威。
追击相遇问题专题讲解追击与相遇专题讲解学员姓名辅导科目物理就读年级高一辅导教师唐老师课型新授课教学目标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:tttBA±=(2)位移关系:A Bx 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。
重点难点考重点:对题上的时间进行分析难点:位移的相差是多少1.速度小者追速度大者: 类型 图象说明 匀加速追匀速①t=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x 0+Δx③t=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匀速追匀减速匀加速追匀减速点 课时1课时教学过程2.速度大者追速度小者:匀减速追匀速开始追及时,后面物体与前面物体间的距离在减小,当两物体速度相等时,即t=t0时刻:①若Δx=x0,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Δx<x0,则不能追及,此时两物体最小距离为x0-Δx匀速追匀加速匀减速追匀加速③若Δx>x0,则相遇两次,设t1时刻Δx1=x0,两物体第一次相遇,则t2时刻两物体第二次相遇说明: 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是开始追及以前两物体之间的距离;③t2-t=t-t1;④v1是前面物体的速度,v2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/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.【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/s2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=12at2=12×2×52 m=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/s2.根据υt2-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=12at2=12×2×t2=t5.则A、B间的距离Δs=10t-t2,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t1=5 s.A、B间距离的最大值数值上等于ΔOυA 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。
在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。
求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。
【思路点拨】解答本题时可由运动学公式分别写出两汽车的速度和位移方程,再根据两车加速度的关系,求出两车路程之比。
【精讲精析】设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻t)的速度为v,第一段时间间隔内行驶的路程为s1,加速度为a,在第二段时间间隔内行驶的路程为s2,由运动学公式有,v=a t①s1=12a t2②s2=v t+122a t2③设汽车乙在时刻t的速度为v′,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为s1′、s2′,同理有,v′=2a t④s1′=122a t2⑤s2′=v′ t+12a t2⑥设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s′,则有s= s 1+s 2 ⑦s′= s 1′+s 2′ ⑧联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶路程之比为s s′ =57答案:57【实战演练2】如图1-5-2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【解析】从图象可知两图线相交点1s 末和4s 末是两物速度相等时刻,从0→2s,乙追赶甲到2s 末追上,从2s 开始是甲去追乙,在4s 末两物相距最远,到6s末追上乙.故选B.【答案】B考点2 相遇问题相遇问题的分析思路:相遇问题分为追及相遇和相向运动相遇两种情形,其主要条件是两物体在相遇处的位置坐标相同.(1)列出两物体运动的位移方程、注意两个物体运动时间之间的关系.(2)利用两物体相遇时必处在同一位置,寻找两物体位移间的关系.(3)寻找问题中隐含的临界条件.(4)与追及中的解题方法相同.3.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(包含了时间关系)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=-⨯ts t 200=∴ 5.0201020tan =-==αa2/5.0s 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 -=⨯-=-= 2/5.0s m 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)物体的v-t 图像的斜率表示(由于不涉及时间,所以选用速度L=l l A B 图1-5-3 若两车不相撞,其位移关系应为22121x 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>⨯--⨯⨯a a 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。
拓展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/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?【解析】本题用选择适当参考系,能起到点石成金的效用。
由于A 、B 两棒均只受重力作用,则它们之间由于重力引起的速度改变相同,它们之间只有初速度导致的相对运动,故选A 棒为参考系,则B 棒相对A 棒作速度为v 0的匀速运动。