直线运动中的追及和相遇问题
一、相遇和追及问题的实质
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、 解相遇和追及问题的关键
1.画出物体运动的情景图                         
2.理清三大关系
(1)时间关系 :            (2)位移关系:
(3)速度关系:vA=vB
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、追及、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. 出两个物体在运动时间上的关系
C. 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:追问题中常用的临界条件:
f d
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= v2,两者距离最大;
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3m/s2的加速度行驶,恰有一自行车以6m/s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v1五菱之光6376e> v2
1.当v1> v2时,两者距离变小;
2.当v1= v2若满足x1< x2+Δx,则永远追不上,此时两者距离最近;
若满足x1=x2+Δx,则恰能追上,全程只相遇一次;
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灯阻停的公共汽车,当他距离公共汽车25m时,绿灯亮了,汽车以1m/s2的加速度匀加速启动前进,问:人能否追上汽车?若能追上,则追车过程中人共跑了多少距离?若不能追上,人和车最近距离为多少?
(三).匀减速运动追匀速运动的情况(开始时v1> v2
1.当v1> v2时,两者距离变小;
2.当v1= v2若满足x1<x2+Δx,则永远追不上,此时两者距离最近;
若满足x1= x2e100vs+Δx,则恰能追上,全程只相遇一次;
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3】汽车正以10m/s的速度在平直公路上前进,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 6 m/s2的匀减速运动,汽车恰好不碰上自行车。求关闭油门时汽车离自行车多远?
(四).匀速运动追匀减速运动的情况(开始时v1< v2
1.当v1< v2时,两者距离变大;
2.当v1= v2,两者距离最远;
3.当v1>v2时,两者距离变小,相遇时满足x1= x广州车展疑似远航y7冲出展台2+Δx,全程只相遇一次。
【例4】当汽车B在汽车A前方7m时,A正以vA =4m/s的速度向前做匀速直线运动,而汽车B此时速度vB =10m/s,并关闭油门向前做匀减速直线运动,加速度大小为a=2m/s2。此时开始计时,则A追上B需要的时间是多少?
针对训练:(课后作业:每天一个题。做题时,可尝试用多种解法,如:一.公式法(推荐);二.图象法;三.极值法;四.相对运动
1.现有一辆摩托车先由静止开始以2.5m/s2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)摩托车经过多少时间才能追上卡车?
2.迈腾保养费用为了安全,在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v=120km/h。假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50s。刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的0.40倍。该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?
3.动车从A站以的加速度匀加速度启动,当速度达到180km/h时开始做匀速行驶,接近B站以大小为的加速度匀减速刹车,静止时恰好正点到达B站。某次,动车在A站因故晚出发了3min,以匀加速启动后,当速度达到216km/h开始匀速运动,接近B站以大小为的加速度匀减速刹车,静止时也恰好正点到达B站。求A,B两站间的距离。
4.一辆轿车违章超车,以108 km/h的速度驶入左侧逆行道时,猛然发现正前方80 m处一辆卡车正以72 km/h的速度迎面驶来,两车司机同时刹车,刹车加速度大小都是10 m/s2,两司机的反应时间(即司机发现险情到实施刹车所经历的时间)都是Δt.试问Δt是何数值,才能保证两车不相撞?
5.一辆巡逻车最快能在10 s内由静止加速到最大速度50 m/s,并能保持这个速度匀速行驶,问该巡逻车在平直的高速公路上由静止追上前方2000 m处正以35 m/s的速度匀速行驶的汽车,至少需要多少时间?
6.一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以v=12m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶。经过t0=2s,警车发动起来,以加速度a=2m/s2做匀加速运动,若警车最大速度可达vm=16m/s,问:(1)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少? (2)警车发动起来以后至少多长时间可以追上货车?
7.平直的公路上,甲车匀速行驶,速度为10m/s,当它经过乙车处时,乙车从静止开始以a=1m/s2的加速度作匀加速运动,方向与甲车运动方向相同(1)乙车追上甲车前,它们的最大距离?(2)乙车经过多长时间追上甲车?
8.甲车以10 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,乙车以4 m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动,甲车经过乙车旁边时开始以0.5 m/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,两车相距的最大距离;(2)乙车追上甲车所用的时间。
9.一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,并以一定的加速度做匀加速运动,但警车行驶的最大速度是25 m/s.警车发动后刚好用12 s的时间追上货车,问:(1)警车启动时的加速度多大? (2)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
10.甲、乙两车在一条直线上沿相同方向运动,甲在乙前处,甲以初速度、加速度大小为匀减速刹车,乙以初速度、加速度大小为做匀加速运动,求: (1)乙车追上甲车前二者间的最大距离; (2)乙车追上甲车所需时间.
11.一辆汽车在平直的公路上以20m/s的速度匀速行驶,其后1000m处的摩托车要在起动后3分钟内追上汽车,若摩托车所能达到的最大速度为30m/s,则它的加速度至少为多大?
12.A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶.当B车在A车前84m处时,B车速度为4 m/s,且正以2 m/s2的加速度做匀加速运动;经过一段时间后,B车加速度突然变为零.A车一直以20 m/s的速度做匀速运动,经过12s后两车相遇.问B车加速行驶的时间是多少?
13.汽车以3 m/s2的加速度开始启动的瞬间,一辆以6 m/s的速度沿同方向做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过.求:(1)汽车在追上自行车前多长时间与自行车相距最远? (2)汽车经多长时间追上自行车?
14.客车以v = 20 m/s的速度行驶,突然发现同轨道的正前方s = 120 m处有一列货车正以v0 = 6m/s的速度同向匀速前进,于是客车紧急刹车,若客车刹车的加速度大小为a = 1m/s2,做匀减速运动,问:
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