高一物理必修一【追及相遇問題】

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重大智睿集訓(xùn)營 寒假高一物理 追及相遇問題 1.相遇和追擊問題的實(shí)質(zhì) 研究的兩物體能否在相同的時(shí)刻到達(dá)相同的空間位置的問題。 2. 解相遇和追擊問題的關(guān)鍵 畫出物體運(yùn)動(dòng)的情景圖，理清三大關(guān)系 （1）時(shí)間關(guān)系 ： = （2）位移關(guān)系： （3）速度關(guān)系： 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(diǎn)。 3. 相遇和追擊問題剖析： (一)追及問題 1、追及問題中兩者速度大小與兩者距離變化的關(guān)系。 甲物體追趕前方的乙物體，若甲的速度大于乙的速度，則兩者之間的距離 。若甲的速度小于乙的速度，則兩者之間的距離 。若開始甲的速度小于乙的速度過一段時(shí)間后兩者速度相等，則兩者之間的距離 （填最大或最小）。 2、追及問題的特征及處理方法： “追及”主要條件是：兩個(gè)物體在追趕過程中處在同一位置，常見的情形有三種： ⑴ 初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的物體甲追趕同方向的勻速運(yùn)動(dòng)的物體乙，一定能追上，追上前有最大距離的條件：兩物體速度相等。 ⑵ 勻速運(yùn)動(dòng)的物體甲追趕同向勻加速運(yùn)動(dòng)的物體乙，存在一個(gè)能否追上的問題。 判斷方法是：假定速度相等，從位置關(guān)系判斷。 ①當(dāng)甲乙速度相等時(shí)，甲的位置在乙的后方，則追不上，此時(shí)兩者之間的距離最小。 ②當(dāng)甲乙速度相等時(shí)，甲的位置在乙的前方，則追上，此情況還存在乙再次追上甲。 ③當(dāng)甲乙速度相等時(shí)，甲乙處于同一位置，則恰好追上，為臨界狀態(tài)。 解決問題時(shí)要注意二者是否同時(shí)出發(fā)，是否從同一地點(diǎn)出發(fā)。 ⑶ 勻減速運(yùn)動(dòng)的物體追趕同向的勻速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，情形跟⑵類似。 3、分析追及問題的注意點(diǎn)： ⑴ 要抓住一個(gè)條件，兩個(gè)關(guān)系：一個(gè)條件是兩物體的速度滿足的臨界條件，如兩物體距離最大、最小，恰好追上或恰好追不上等。兩個(gè)關(guān)系是時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系，通過畫草圖找兩物體的位移關(guān)系是解題的突破口。 ⑵若被追趕的物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，一定要注意追上前該物體是否已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)。 ⑶仔細(xì)審題，充分挖掘題目中的隱含條件，同時(shí)注意vt-圖象的應(yīng)用。 (二)、相遇 ⑴ 同向運(yùn)動(dòng)的兩物體的相遇問題即追及問題，分析同上。 ⑵ 相向運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)各自發(fā)生的位移絕對值的和等于開始時(shí)兩物體間的距離時(shí)即相遇。 4.相遇和追擊問題的常用解題方法 畫出兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)示意圖，分析兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，找出臨界狀態(tài)，確定它們位移、時(shí)間、速度三大關(guān)系。 （1）基本公式法——根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，把時(shí)間關(guān)系滲透到位移關(guān)系和速度關(guān)系中列式求解。 （2）圖像法——正確畫出物體運(yùn)動(dòng)的v--t圖像，根據(jù)圖像的斜率、截距、面積的物理意義結(jié)合三大關(guān)系求解。 （3）相對運(yùn)動(dòng)法——巧妙選擇參考系，簡化運(yùn)動(dòng)過程、臨界狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解。 （4）數(shù)學(xué)方法——根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列出數(shù)學(xué)關(guān)系式（要有實(shí)際物理意義）利用二次函數(shù)的求根公式中Δ判別式求解 例1. A火車以v1=20m/s速度勻速行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方同軌道上相距100m處有另一列火車B正以v2=10m/s速度勻速行駛，A車立即做加速度大小為a的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。要使兩車不相撞，a應(yīng)滿足什么條件？ 例2.一輛汽車在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以3m/s2的加速度開始加速行駛，恰在這時(shí)一輛自行車以6m/s的速度勻速駛來，從后邊超過汽車。試求：汽車從路口開動(dòng)后，在追上自行車之前經(jīng)過多長時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn)？此時(shí)距離是多少？ 1.汽車A在紅綠燈前停住，綠燈亮起時(shí)起動(dòng)，以0.4 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過30 s后以該時(shí)刻的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)在綠燈亮的同時(shí)，汽車B以8 m/s的速度從A車旁邊駛過，且一直以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與A車相同，則從綠燈亮?xí)r開始 （ C ） A.A車在加速過程中與B車相遇 B.A、B相遇時(shí)速度相同 C.相遇時(shí)A車做勻速運(yùn)動(dòng) D.兩車不可能再次相遇 2.公共汽車從車站開出以4 m/s的速度沿平直公路行駛，2 s后一輛摩托車從同一車站開出勻加速追趕，加速度為2 m/s2，試問： （1）摩托車出發(fā)后，經(jīng)多少時(shí)間追上汽車？ （2）摩托車追上汽車時(shí)，離出發(fā)處多遠(yuǎn)？ （3）摩托車追上汽車前，兩者最大距離是多少？ 3.同一直線上的A、B兩質(zhì)點(diǎn)，相距s，它們向同一方向沿直線運(yùn)動(dòng)（相遇時(shí)互不影響各自的運(yùn)動(dòng)），A做速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)，B從此時(shí)刻起做加速度為a、初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).若A在B前，兩者可相遇幾次？若B在A前，兩者最多可相遇幾次？ 4.一列貨車以28.8 km/h的速度在平直鐵路上運(yùn)行，由于調(diào)度失誤，在后面600 m處有一列快車以72 km/h的速度向它靠近.快車司機(jī)發(fā)覺后立即合上制動(dòng)器，但快車要滑行2000 m才停止.試判斷兩車是否會(huì)相碰. 5．一列火車以v1的速度直線行駛，司機(jī)忽然發(fā)現(xiàn)在正前方同一軌道上距車為s處有另一輛火車正沿著同一方向以較小速度v2做勻速運(yùn)動(dòng)，于是他立即剎車，為使兩車不致相撞，則a應(yīng)滿足什么條件？ 6. A、B兩車沿同一直線向同一方向運(yùn)動(dòng)，A車的速度vA=4 m/s,B車的速度vB=10 m/s.當(dāng)B車運(yùn)動(dòng)至A車前方7 m處時(shí)，B車以a=2 m/s2的加速度開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，則A車追上B車需要多長時(shí)間？在A車追上B車之前，二者之間的最大距離是多少？ 7. 從同一地點(diǎn)以30 m/s的速度先后豎直上拋兩個(gè)物體，拋出時(shí)間相差2 s,不計(jì)空氣阻力，兩物體將在何處何時(shí)相遇？ 8. 汽車正以10 m/s的速度在平直公路上勻速直線運(yùn)動(dòng)，突然發(fā)現(xiàn)正前方有一輛自行車以4 m/s的速度同方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，汽車立即關(guān)閉油門，做加速度為6 m/s2 的勻減速運(yùn)動(dòng)，求汽車開始減速時(shí)，他們間距離為多大時(shí)恰好不相撞？ 4