《三维设计》新课标高考物理一轮总复习课件--第一章第4单元----运动图像--追及与相遇问题(68张ppt).ppt
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1、提示:提示:(1)甲、乙两物体均做匀速直线运动。甲、乙两物体均做匀速直线运动。(2)甲物体的速度小于乙物体的速度。甲物体的速度小于乙物体的速度。(3)两物体的出发点相距为两物体的出发点相距为x0,且甲物体在前。,且甲物体在前。 1图象的意义图象的意义 反映了做直线运动的物体反映了做直线运动的物体 随随 变化的规律。变化的规律。 2两种特殊的两种特殊的xt图象图象 (1)xt图象是一条平行于时间轴的直线,说明物体处图象是一条平行于时间轴的直线,说明物体处于于 状态。状态。 (2)xt图象是一条倾斜直线,说明物体处于图象是一条倾斜直线,说明物体处于 状态。状态。记一记记一记位移位移时间时间静止静止
2、匀速直线运动匀速直线运动 3xt图象中的图象中的“点点”“线线”“斜率斜率”“截距截距”的意义的意义 (1)点:两图线交点,说明两物体点:两图线交点,说明两物体 。 (2)线:表示研究对象的变化过程和规律。线:表示研究对象的变化过程和规律。 (3)斜率:斜率:xt图象的斜率表示图象的斜率表示 的大小及方向。的大小及方向。 (4)截距:纵轴截距表示截距:纵轴截距表示t0时刻的初始时刻的初始 ,横,横轴截距表示位移为零的时刻。轴截距表示位移为零的时刻。相遇相遇速度速度位移位移1.如图如图142所示是一辆汽车做直线所示是一辆汽车做直线 运动的运动的xt图象,对线段图象,对线段OA、AB、 BC、CD
3、所表示的运动,下列说法正所表示的运动,下列说法正 确的是确的是 () AOA段运动最快段运动最快 BAB段静止段静止 CCD段表示的运动方向与初始运动方向相反段表示的运动方向与初始运动方向相反 D运动运动4 h汽车的位移大小为汽车的位移大小为60 km试一试试一试图图142解析:图中解析:图中CD段斜率的绝对值最大,故段斜率的绝对值最大,故CD段的速度最段的速度最大,大,A错误;错误;AB段位移不随时间变化,说明段位移不随时间变化,说明AB段汽车静段汽车静止,止,B正确;正确;CD段的斜率与段的斜率与OA段的斜率符号相反,表段的斜率符号相反,表明两段汽车的运动方向相反,明两段汽车的运动方向相反
4、,C正确;正确;4 h内汽车运动的内汽车运动的总位移为零,总位移为零,D错误。错误。答案:答案:BC直线运动的直线运动的vt图象图象想一想想一想图图143 A、B两物体的两物体的vt图象如图图象如图143所示,请思考以下问题:所示,请思考以下问题: (1)A、B两物体的运动性质;两物体的运动性质; (2)A、B两物体的加速度大小;两物体的加速度大小; (3)在在010 s内内A、B两物体的位移大小。两物体的位移大小。超链接超链接 提示:提示:(1)A物体做匀速直线运动,物体做匀速直线运动,B物体做匀加速直物体做匀加速直线运动。线运动。 (2)A物体的加速度为物体的加速度为0,B物体的加速度大小
5、为物体的加速度大小为0.5 m/s2。 (3)在在010 s内,内,A物体的位移大小为物体的位移大小为50 m,而,而B物物体的位移大小为体的位移大小为25 m。记一记记一记 1图象的意义图象的意义 反映了做直线运动的物体的反映了做直线运动的物体的 随随 变化的规变化的规律。律。 2两种特殊的两种特殊的vt图象图象 (1)若若vt图象是与横轴平行的直线,说明物体做图象是与横轴平行的直线,说明物体做 。 (2)若若vt图象是一条倾斜的直线,说明物体做图象是一条倾斜的直线,说明物体做 。速度速度时间时间匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动 3vt图象中的图象中的“点点”“线线”“斜
6、率斜率”“截距截距”“面积面积”的意的意义义 (1)点:两图线交点,说明两物体在该时刻的点:两图线交点,说明两物体在该时刻的 相相等。等。 (2)线:表示速度的变化过程和规律。线:表示速度的变化过程和规律。 (3)斜率:表示斜率:表示 的大小及方向。的大小及方向。 (4)截距:纵轴截距表示截距:纵轴截距表示t0时刻的时刻的 ,横轴截,横轴截距表示速度为零的时刻。距表示速度为零的时刻。 (5)面积:数值上表示某段时间内的面积:数值上表示某段时间内的 。速度速度加速度加速度初速度初速度位移位移2.某物体运动的速度图象如图某物体运动的速度图象如图144所示,根据图象所示,根据图象 可知可知 () A
7、02 s内的加速度为内的加速度为1 m/s2 B05 s内的位移为内的位移为10 m C第第1 s末与第末与第3 s末的速度方向相同末的速度方向相同 D第第1 s末与第末与第5 s末加速度方向相同末加速度方向相同试一试试一试图图144答案:答案:AC追及与相遇问题追及与相遇问题记一记记一记 1追及与相遇问题的概述追及与相遇问题的概述 当两个物体在当两个物体在 运动时,由于两物体的运动时,由于两物体的运动情况不同,所以两物体之间的运动情况不同,所以两物体之间的 会不断发生变化,会不断发生变化,两物体间距越来越大或越来越小,这时就会涉及追及、两物体间距越来越大或越来越小,这时就会涉及追及、相遇或避
8、免碰撞等问题。相遇或避免碰撞等问题。同一直线上同一直线上距离距离 2追及问题的两类情况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。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,两者相距相等时,两者相距 。 3相遇问题的常见情况相遇问题的常见情况 (1)同向运动的两物体追及即相遇。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相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开始时
9、两物体的距离时即于开始时两物体的距离时即 。最近最近相遇相遇3.甲、乙两物体先后从同一地点出发,甲、乙两物体先后从同一地点出发, 沿一条直线运动,它们的沿一条直线运动,它们的vt图象图象 如图如图145所示,由图可知所示,由图可知() A甲比乙运动快,且早出发,所甲比乙运动快,且早出发,所 以乙追不上甲以乙追不上甲 B t20 s时,乙追上了甲时,乙追上了甲 C 在在t20 s之前,甲比乙运动快;在之前,甲比乙运动快;在t20 s之后,乙之后,乙 比甲运动快比甲运动快 D由于乙在由于乙在t10 s时才开始运动,所以时才开始运动,所以t10 s时,甲时,甲 在乙前面,它们之间的距离为乙追上甲前的
10、最大距离在乙前面,它们之间的距离为乙追上甲前的最大距离图图145试一试试一试解析:从题图中看到开始甲比乙运动快,且早出发,但解析:从题图中看到开始甲比乙运动快,且早出发,但是乙做匀加速运动,最终是可以追上甲的,是乙做匀加速运动,最终是可以追上甲的,A项错误;项错误;t20 s时,速度图象中甲的速度图线与时间轴所围的面时,速度图象中甲的速度图线与时间轴所围的面积大于乙的,即甲的位移大于乙的位移,所以乙没有追积大于乙的,即甲的位移大于乙的位移,所以乙没有追上甲,上甲,B项错误;在项错误;在t20 s之前,甲的速度大于乙的速度,之前,甲的速度大于乙的速度,在在t20 s之后,乙的速度大于甲的速度,之
11、后,乙的速度大于甲的速度,C项正确;乙项正确;乙在追上甲之前,当它们速度相同时,它们之间的距离最在追上甲之前,当它们速度相同时,它们之间的距离最大,对应的时刻为大,对应的时刻为t20 s,D选项错误。选项错误。答案:答案:C对运动图象的理解及应用对运动图象的理解及应用 相同的图线在不同性质的运动图象中含义截然不同,相同的图线在不同性质的运动图象中含义截然不同,下面我们做一全面比较下面我们做一全面比较(见下表见下表)。图象图象xt图象图象vt图象图象at图象图象图象图象实例实例图象图象xt图象图象vt图象图象at图象图象图线图线含义含义图线图线表示质点表示质点做匀速直线运动做匀速直线运动(斜率表
12、示速度斜率表示速度v)图线图线表示质点表示质点做匀加速直线运做匀加速直线运动动(斜率表示加速斜率表示加速度度a)图线图线表示质点表示质点做加速度逐渐增做加速度逐渐增大的直线运动大的直线运动图线图线表示质点表示质点静止静止图线图线表示质点表示质点做匀速直线运动做匀速直线运动图线图线表示质点表示质点做匀变速直线运做匀变速直线运动动图线图线表示质点表示质点向负方向做匀速向负方向做匀速直线运动直线运动图线图线表示质点表示质点做匀减速直线运做匀减速直线运动动图线图线表示质点表示质点做加速度减小的做加速度减小的直线运动直线运动图象图象xt图象图象vt图象图象at图象图象图线图线含义含义交点交点表示此时表示
13、此时三个质点相遇三个质点相遇交点交点表示此时表示此时三个质点有相同三个质点有相同的速度的速度交点交点表示此时表示此时三个质点有相同三个质点有相同的加速度的加速度点点表示表示t1时刻时刻质点位移为质点位移为x1(图图中阴影部分的面中阴影部分的面积没有意义积没有意义)点点表示表示t1时刻时刻质 点 速 度 为质 点 速 度 为v1(图中阴影部图中阴影部分面积表示质点分面积表示质点在在0t1时间内的时间内的位移位移)点点表示表示t1时刻质时刻质点加速度为点加速度为a1(图图中阴影部分面积表中阴影部分面积表示质点在示质点在0t1时间时间内的速度变化量内的速度变化量)图图146 例例1(2013聊城联考
14、聊城联考)如图如图146所示,是某型号全所示,是某型号全液体燃料火箭发射时第一级火箭发动机工作时火箭的液体燃料火箭发射时第一级火箭发动机工作时火箭的at图象,图象,开始时的加速度曲线比较平滑,在开始时的加速度曲线比较平滑,在120 s的时候,为了把加速的时候,为了把加速度限制在度限制在4g以内,第一级的推力降至以内,第一级的推力降至60%,第一级的整个工,第一级的整个工作时间为作时间为200 s。由图线可以看出,火箭的初始加速度为。由图线可以看出,火箭的初始加速度为15 m/s2,且在前,且在前50 s内,加速度可以看做均匀变化,试计算:内,加速度可以看做均匀变化,试计算: (1)t50 s时
15、火箭的速度;时火箭的速度; (2)如果火箭是竖直发射的,在如果火箭是竖直发射的,在t10 s前看成匀加速前看成匀加速运动,则运动,则t10 s时离地面的高度是多少?如果此时有一时离地面的高度是多少?如果此时有一碎片脱落,将需多长时间落地?碎片脱落,将需多长时间落地?(取取g10 m/s2,结果可,结果可用根式表示用根式表示) 审题指导审题指导 (1)at图线与图线与t轴所围面积为火箭速度的变化量。轴所围面积为火箭速度的变化量。 (2)火箭上脱落的碎片将做竖直上抛运动。火箭上脱落的碎片将做竖直上抛运动。尝试解题尝试解题应用运动图象解题时应注意的问题应用运动图象解题时应注意的问题 (1)运动图象只
16、描述直线运动。运动图象只描述直线运动。 (2)不同的图象不同的图象“斜率斜率”“面积面积”的含义不同。的含义不同。 (3)速度图象中,图线斜率为正,物体不一定做加速度图象中,图线斜率为正,物体不一定做加速运动,图线斜率为负,物体也不一定做减速运动。速运动,图线斜率为负,物体也不一定做减速运动。追及相遇问题分析 1.追及相遇问题中的两个关系和一个条件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。系可通过画草图得到。 (2)一个条件:即两者速度相等,它往往是物体间能一个条件:即两者速度相等,它往往是物体
17、间能否追上、追不上或否追上、追不上或(两者两者)距离最大、最小的临界条件,距离最大、最小的临界条件,也是分析判断的切入点。也是分析判断的切入点。 2追及相遇问题常见的情况追及相遇问题常见的情况 假设物体假设物体A追物体追物体B,开始时,两个物体相距,开始时,两个物体相距x0,有,有两种常见情况:两种常见情况: (1)A追上追上B时,必有时,必有xAxBx0,且,且vAvB。 (2)要使两物体恰好不相撞,两物体同时到达同一要使两物体恰好不相撞,两物体同时到达同一位置时相对速度为零,必有位置时相对速度为零,必有xAxBx0,vAvB。若使。若使两物体保证不相撞,此时应有两物体保证不相撞,此时应有v
18、A0,则这两个物体,则这两个物体永远不能相遇;若存在某个时刻永远不能相遇;若存在某个时刻t,使得,使得yf(t)0,则这两个物体可能相遇则这两个物体可能相遇思路二:设两物体在思路二:设两物体在t时刻两物体相遇,然后根据时刻两物体相遇,然后根据位移关系列出关于位移关系列出关于t的方程的方程f(t)0,若方程,若方程f(t)0无正实数解,则说明这两物体不可能相遇;若方无正实数解,则说明这两物体不可能相遇;若方程程f(t)0存在正实数解,说明这两个物体能相遇存在正实数解,说明这两个物体能相遇方法方法相关说明相关说明图象图象法法(1)若用位移图象求解,分别作出两个物体的位移若用位移图象求解,分别作出两
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