高中物理追擊和相遇問題專題學生版

2021-08-02 18:07:08 字數 4084 閱讀 9136

直線運動中的追及和相遇問題

一、相遇和追及問題的實質

研究的兩物體能否在相同的時刻到達相同的空間位置的問題。

二、 解相遇和追及問題的關鍵

1.畫出物體運動的情景圖

2.理清三大關係

(1)時間關係

(2)位移關係:

(3)速度關係:va=vb

兩者速度相等往往是物體間能否追上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點。

三、追及、相遇問題的分析方法:

a. 畫出兩個物體運動示意圖,根據兩個物體的運動性質,選擇同一參照物,列出兩個物體的位移方程;

b. 找出兩個物體在運動時間上的關係

c. 找出兩個物體在運動位移上的數量關係

d. 聯立方程求解.

說明:追及問題中常用的臨界條件:

⑴速度小者加速追速度大者,速度在接近,但距離在變大。追上前兩個物體速度相等時,有最大距離;

⑵速度大者減速追趕速度小者, 速度在接近,但距離在變小。追上前在兩個物體速度相等時,有最小距離.即必須在此之前追上,否則就不能追上.

四、典型例題分析:

(一).勻加速運動追勻速運動的情況(開始時v1< v2):

1.當v1< v2時,兩者距離變大;

2.當v1= v2時,兩者距離最大;

3.v1>v2時,兩者距離變小,相遇時滿足x1= x2+δx,全程只相遇(即追上)一次。

【例1】一小汽車從靜止開始以3m/s2的加速度行駛,恰有一自行車以6m/s的速度從車邊勻速駛過.求:(1)小汽車從開動到追上自行車之前經過多長時間兩者相距最遠?此時距離是多少?

(2)小汽車什麼時候追上自行車,此時小汽車的速度是多少?

(二).勻速運動追勻加速運動的情況(開始時v1> v2):

1.當v1> v2時,兩者距離變小;

2.當v1= v2時,若滿足x1< x2+δx,則永遠追不上,此時兩者距離最近;

若滿足x1=x2+δx,則恰能追上,全程只相遇一次;

若滿足x1> x2+δx,則後者撞上前者(或超越前者),此條件下理論上全程要相遇兩次。

【例2】乙個步行者以6m/s的最大速率跑步去追趕被紅燈阻停的公共汽車,當他距離公共汽車25m時,綠燈亮了,汽車以1m/s2的加速度勻加速啟動前進,問:人能否追上汽車?若能追上,則追車過程中人共跑了多少距離?

若不能追上,人和車最近距離為多少?

(三).勻減速運動追勻速運動的情況(開始時v1> v2):

1.當v1> v2時,兩者距離變小;

2.當v1= v2時,若滿足x1若滿足x1= x2+δx,則恰能追上,全程只相遇一次;

若滿足x1> x2+δx,則後者撞上前者(或超越前者),此條件下理論上全程要相遇兩次。

【例3】汽車正以10m/s的速度在平直公路上前進,突然發現正前方有一輛自行車以4m/s 的速度做同方向的勻速直線運動,汽車立即關閉油門做加速度大小為 6 m/s2的勻減速運動,汽車恰好不碰上自行車。求關閉油門時汽車離自行車多遠?

(四).勻速運動追勻減速運動的情況(開始時v1< v2):

1.當v1< v2時,兩者距離變大;

2.當v1= v2時,兩者距離最遠;

3.當v1>v2時,兩者距離變小,相遇時滿足x1= x2+δx,全程只相遇一次。

【例4】當汽車b在汽車a前方7m時,a正以va =4m/s的速度向前做勻速直線運動,而汽車b此時速度vb =10m/s,並關閉油門向前做勻減速直線運動,加速度大小為a=2m/s2。此時開始計時,則a追上b需要的時間是多少?

針對訓練:(課後作業:每天乙個題。做題時,可嘗試用多種解法,如:一.公式法(推薦);二.圖象法;三.極值法;四.相對運動法)

1.現有一輛電單車先由靜止開始以2.5m/s2的加速度做勻加速運動,後以最大行駛速度25m/s勻速行駛,追趕前方以15m/s的速度同向勻速行駛的卡車。

已知電單車開始運動時與卡車的距離為200m,則:

(1)追上卡車前二者相隔的最大距離是多少?

(2)電單車經過多少時間才能追上卡車?

2.為了安全,在公路上行駛的汽車之間應保持必要的距離。已知某高速公路的最高限速v=120km/h。

假設前方車輛突然停止,後車司機從發現這一情況,經操縱剎車,到汽車開始減速所經歷的時間(即反應時間)t=0.50s。剎車時汽車受到阻力的大小f為汽車重力的0.

40倍。該高速公路上汽車間的距離s至少應為多少?

3.動車從a站以的加速度勻加速度啟動,當速度達到180km/h時開始做勻速行駛,接近b站以大小為的加速度勻減速剎車,靜止時恰好正點到達b站。某次,動車在a站因故晚出發了3min,以勻加速啟動後,當速度達到216km/h開始勻速運動,接近b站以大小為的加速度勻減速剎車,靜止時也恰好正點到達b站。

求a,b兩站間的距離。

4.一輛轎車違章超車,以108 km/h的速度駛入左側逆行道時,猛然發現正前方80 m處一輛卡車正以72 km/h的速度迎面駛來,兩車司機同時剎車,剎車加速度大小都是10 m/s2,兩司機的反應時間(即司機發現險情到實施剎車所經歷的時間)都是δt.試問δt是何數值,才能保證兩車不相撞?

5.一輛巡邏車最快能在10 s內由靜止加速到最大速度50 m/s,並能保持這個速度勻速行駛,問該巡邏車在平直的高速公路上由靜止追上前方2000 m處正以35 m/s的速度勻速行駛的汽車,至少需要多少時間?

6.一輛值勤的警車停在公路邊,當警員發現從他旁邊以v=12m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時,決定前去追趕。經過t0=2s,警車發動起來,以加速度a=2m/s2做勻加速運動,若警車最大速度可達vm=16m/s,問:

(1)在警車追上貨車之前,兩車間的最大距離是多少?

(2)警車發動起來以後至少多長時間可以追上貨車?

7.平直的公路上,甲車勻速行駛,速度為10m/s,當它經過乙車處時,乙車從靜止開始以a=1m/s2的加速度作勻加速運動,方向與甲車運動方向相同。求(1)乙車追上甲車前,它們的最大距離?

(2)乙車經過多長時間追上甲車?

8.甲車以10 m/s的速度在平直的公路上勻速行駛,乙車以4 m/s的速度與甲車平行同向做勻速直線運動,甲車經過乙車旁邊時開始以0.5 m/s2的加速度剎車,從甲車剎車開始計時,求:

(1)乙車在追上甲車前,兩車相距的最大距離;

(2)乙車追上甲車所用的時間。

9.一輛值勤的警車停在公路邊,當警員發現從他旁邊以10 m/s的速度勻速行駛的貨車嚴重超載時,決定前去追趕,經過5.5 s後警車發動起來,並以一定的加速度做勻加速運動,但警車行駛的最大速度是25 m/s.警車發動後剛好用12 s的時間追上貨車,問:

(1)警車啟動時的加速度多大? (2)警車在追趕貨車的過程中,兩車間的最大距離是多少?

10.甲、乙兩車在一條直線上沿相同方向運動,甲在乙前處,甲以初速度、加速度大小為勻減速剎車,乙以初速度、加速度大小為做勻加速運動,求:

(1)乙車追上甲車前二者間的最大距離;

(2)乙車追上甲車所需時間.

11.一輛汽車在平直的公路上以20m/s的速度勻速行駛,其後1000m處的電單車要在起動後3分鐘內追上汽車,若電單車所能達到的最大速度為30m/s,則它的加速度至少為多大

12.a、b兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛.當b車在a車前84m處時,b車速度為4 m/s,且正以2 m/s2的加速度做勻加速運動;經過一段時間後,b車加速度突然變為零.a車一直以20 m/s的速度做勻速運動,經過12s後兩車相遇.問b車加速行駛的時間是多少?

13.汽車以3 m/s2的加速度開始啟動的瞬間,一輛以6 m/s的速度沿同方向做勻速直線運動的自行車恰好從汽車的旁邊通過.求:

(1)汽車在追上自行車前多長時間與自行車相距最遠?

(2)汽車經多長時間追上自行車?

14.客車以v = 20 m/s的速度行駛,突然發現同軌道的正前方s = 120 m處有一列貨車正以v0 = 6m/s的速度同向勻速前進,於是客車緊急剎車,若客車剎車的加速度大小為a = 1m/s2,做勻減速運動,問:

(1)客車是否會與貨車相撞?

(2)若會相撞,則在什麼時刻相撞?客車位移為多少?若不相撞,則客車與貨車的最小距離為多少?

a車在前,速度va=20m/s,b車在後,速度vb=30m/s。因大霧,能見度很低,b車在距a車750m處才發現前方a車,這時b車立即剎車。已知b車在進行火車剎車測試時發現,若車以30m/s的速度行駛時剎車後至少要前進1800m才能停下,問:

b車剎車的最大加速度為多大?

計算說明a車若按原來速度前進,兩車是否會相撞?

能見度至少達到多少公尺時才能保證兩輛火車不相撞?

高中物理追擊和相遇問題的運用與例解 學生用

追擊和相遇問題 一 追擊問題的分析方法 a.根據追逐的兩個物體的運動性質,選擇同一參照物,列出兩個物體的位移方程 相關量的確定 d.聯立議程求解.說明 追擊問題中常用的臨界條件 速度小者追速度大者,追上前兩個物體速度相等時,有最大距離 速度大者減速追趕速度小者,追上前在兩個物體速度相等時,有最小距離...

追擊和相遇問題

1 2.4 追擊和相遇問題 學習目標 1 掌握追及及相遇問題的特點 2 能熟練解決追及及相遇問題 自主學習 1.相遇和追擊問題的實質 研究的兩物體能否在相同的時刻到達相同的空間位置的問題。2.解相遇和追擊問題的關鍵 畫出物體運動的情景圖,理清三大關係 1 時間關係2 位移關係 3 速度關係 兩者速度...

追擊相遇問題專題總結

一 解相遇和追及問題的關鍵 1 時間關係2 位移關係 3 速度關係 兩者速度相等。它往往是物體間能否追上或 兩者 距離最大 最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點。二 追及問題中常用的臨界條件 1 速度小者追速度大者,追上前兩個物體速度相等時,有最大距離 2 速度大者減速追趕速度小者,追上前在兩個物體...