专题:追击相遇问题
追击相遇问题:
(1)一定能追上。
(2)当二者速度相等时二者间有最大距离。
(3)当追者位移等于被追者位移与初始间距之和时,二者相遇.
若二者最初没有初始间距:则两物体位移相等
若二者最初有初始间距:xA+x0=xB
2.速度大者减速追速度小者(匀速)的结论
(1)有可能追上,有可能追不上、
(2)两者速度相等时
a.若追者位移仍小于被追者位移与初始间距之和,则永远追不上,此时二者间有最小距离.
即:二者的位移差比初始距离小。
b.若速度相等时,追者位移恰等于被追者位移与初始间距之和,则刚好追上,也是二者相遇时避免碰撞的临界条件.
即:二者的位移差与初始距离相等。
c.若追者位移仍大于被追者位移与初始间距之和,则能追上。而且相遇时追者速度仍大于被追者的速度,则被追者还能再一次追上追者.也就是说,两物体能相遇两次。
第一次相遇一定发生在速度相等之前。
即:二者的位移差比初始距离大。
处理方法:运动示意图(主要是画出位移关系)、v-t图像法、匀变速运动的公式
易错点:注意t=0时的位移差。
常见的题型:
1.X-t图像分析相遇问题(谁追上谁,看追上时的速率大小)
2.v-t图像分析相遇问题(能看出速度相等时的位移差,会分析速度相等之前和之后两物体之间的位移差大小变化)
3.追击相遇问题中的临界问题
4.开始时,二者的速度方向不同【难!】
【例1】★★(速度小者追速度大者 匀加速追匀速)一辆汽车以3 m/s2的加速度启动的瞬间,另一辆以6 m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过.
(1)汽车一定能追上自行车吗?若能追上,汽车经多长时间追上?追上时汽车的瞬时速度多大?
(2)在汽车追上自行车前,当v汽<v自时,两者间的距离如何变化?当v汽>v自时,两者间的距离如何变化?汽车追上自行车前多长时间与自行车相距最远?此时的距离是多大?
第二问通过画出v-t图像分析比较直观,要能从图像上分辨出位移差!
(1)因为汽车做加速运动,故汽车一定能追上自行车.汽车追上自行车时,两者位移相等,x汽=x自,即at2=v自t,
得:t== s=4 s
汽车追尾v汽=at=3×4 m/s=12 m/s
【考点】:追击相遇问题(匀加速追匀速)
【点评】:1.追击相遇问题中最基础的模型2.从运动示意图与v-t图像分别来分析追击相遇问题,注意分析的方法。
【例2】★★(速度大者追速度小者,匀减速追匀速)A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10 m/s,B车在后,其速度vB=30 m/s,因大雾能见度低,B车在距A车x0=85 m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180 m 才能停止,问:B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?若会相撞,将在B车刹车后何时相撞?若不
会相撞,则两车最近距离是多少?
答案 不会 5 m
解析 B车刹车至停下来过程中,由v-v=2ax,得
aB=-=-2.5 m/s2
假设不相撞,设经过时间t两车速度相等,对B车有
vA=vB+aBt
解得t=8 s
此时,B车的位移为xB=vBt+aBt2=160 m
A车位移为xA=vAt=80 m
因xB<x0+xA,故两车不会相撞,两车最近距离为Δx=5 m.
【考点】:追击相遇问题
【点评】:1.匀减速追匀速2.速度相等时的位移差与初始位移的关系
【例3】★★汽车正以10m/s的速度在平直的公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为6m/s2的匀减速运动,汽车恰好没碰上自行车,求关闭油门时候汽车离自行车多远?
【速度相等时,汽车和自行车的位移差与初始距离相等】
【考点】:追击相遇中的临界问题
【点评】:1.匀减速追匀速2.速度相等时的临界条件(可以套用基础结论)
【例4】★★在一大雾天,一辆小汽车以30 m/s的速度行驶在高速公路上,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a、b分别为小汽车和大卡车的v-t图线,以下说法正确的是( )
A.因刹车失灵前小汽车已减速,不会追尾
B.在t=5 s时追尾
C.在t=3 s时追尾
D.由于初始距离太近,即使刹车不失灵也会追尾
答案 C
解析 由v-t图象可知,小汽车刹车失灵前做匀减速运动,刹车失灵后加速度减小但仍做匀减速运动,大卡车一直做匀速运动,5 s时两车速度相等,此时两者位移差为x小汽车-x大卡车=×(10+20)×1 m+×4×10 m=35 m>30 m,所以在t=5 s前已追尾,A、B错误;t=3 s时,由图象知小汽车的位移为x1=×1 m+×2 m=60 m,大卡车的位移为30 m,它们的位移差为30 m,所以t=3 s时追尾,C正确;如果刹车过程中刹车不失灵,由图可知,刹车的加速度大小为a=10 m/s2,速度相等时,时间t= s=2 s,小汽车的位移为x2=30×2 m-×10×22 m=40 m,大卡车的位移为20 m,它们的位移差为20 m,所以不会发生追尾,D错误.
【考点】:追击相遇问题
【点评】:1.匀减速追匀速2.判断速度相等时的位移差与初始距离的关系
课后巩固练习
练:★(从x-t图像看相遇)(多选)如图所示,A、B两物体从同一点开始运动,从A、B两物体的
位移图象可知下述说法中正确的是( )
A.A、B两物体同时自同一位置向同一方向运动
B.A、B两物体自同一位置向同一方向运动,B比A晚出发2 s
C.A、B两物体速度大小均为10 m/s
D.A、B两物体在A出发后4 s时距原点20 m处相遇
答案 BD
【考点】:x-t图像分析相遇问题
练.★(多选)两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶.t=0时两车都在同一计时线处,
此时比赛开始.它们在四次比赛中的v-t图象如图所示.则下列图象对应的比赛中,有一辆赛车能够追上另一辆的是( )
答案 AC
【考点】:通过v-t图像分析物体是否相遇
【点评】:先排除B,D需要分析大致计算一下位移差
练.★★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 图像中,直线 a.b 分别描述了甲乙两车在 0-20s 的运动情
况。关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是( ) C
A.在 0-10s 内两车逐渐靠近
B.在 10-20s 内两车逐渐远离
C.在 5-15s 内两车的位移相等
D.在 t=10s 时两车在公路上相遇
【在图像上如何分析两个物体的位移变化量】
【考点】:通过v-t图像分析物体是否相遇
练.★★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( ) C
A. a、b 加速时,物体 a 的加速度大于物体 b 的加速度
B. 20s时,a、b 两物体相距最远
C. 60s时,物体 a 在物体 b 的前方
D. 40s时,a、b 两物体速度相等,相距 200m
【考点】:通过v-t图像分析物体是否相遇
练:★★【2018广西高三调研】如图所示,直线a与四分之一圆弧b分别表示质点A、B从同一地点出发、沿同一方向做直线运动的v-t图。当B的速度变为0时,A恰好追上B,则A的加速度为( )
A. B. C. D.
【考点】:运动学图像、追击相遇问题
【答案】:D
【点评】:此题第一次出现了一个圆周的v-t图像,根据二者的位移关系直接求解,比较简单
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