2022年追及与相遇问题知识详解及典型例题.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 追及与相遇问题学问详解及典型例题精品学问要点追及和相遇问题主要涉及在同始终线上运动的两个物体的运动关系,所应用的规律是匀变速直线运动的相关规律;追及、相遇问题经常涉及到临界问题,分析临界状态, 找出临界条件是解决这类问题的关键; 速度相等是物体恰能追上或恰不相碰、或间距最大或最小的临界条 件;在两物体沿同始终线上的追及、 相遇或防止碰撞问题中关键的条件是:两物体能 否同时到达空间某位置; 因此应分别对两物体争论, 列出位移方程, 然后利用时 间关系、速度关系、位移关系解出;解答追及、相遇问题时要特殊留意明确两物体的位移关系、这些关系是我们依据相
2、关运动学公式列方程的依据;1. 追及时间关系、速度关系,追和被追的两者的速度相等常是能追上、追不上、二者距离有极值的临界条件;如匀减速运动的物体追从不同地点动身同向的匀速运动的物体时,假设二者速度 相等了,仍没有追上,就永久追不上,此时二者间有最小距离;假设二者相遇时追上了,追者速度等于被追者的速度,就恰能追上,也是二者防止碰撞的临界条件;假设二者相遇时追者速度仍大于被追者的速度,追者的时机,其间速度相等时二者的距离有一个较大值;就被追者仍有一次追上再如初速度为零的匀加速运动的物体追从同一地点动身同向匀速运动的物体时,当二者速度相等时二者有最大距离,位移相等即追上;“ 追上” 的主要条件是两个
3、物体在追逐过程中处在同一位置,常见的情形有三 种:一是初速度为零的匀加速运动的物体甲追逐同方向的匀速运动的物体乙时,肯定能追上,在追上之前两者有最大距离的条件是两物体速度相等,即 v 甲=v 乙;二是匀速运动的物体甲追逐同方向做匀加速运动的物体乙时,存在一个恰好追上 或恰好追不上的临界条件:两物体速度相等,即 v 甲v 乙,此临界条件给出了一个判定此种追逐情形能否追上的方法,即可通过比较两物体处在同一位置时的速度大小来分析, 详细方法是: 假定在追逐过程中两者能处在同一位置,比较此时的速度大小,假设 v甲v乙,就能追上去,假设 v甲v乙,就追不上,假如始终追不上,当两物体速度相等时, 两物体的
4、间距最小; 三是匀减速运动的物体追逐同方向的匀速运动的物体时,情形跟其次种相类似;两物体恰能“ 相遇” 的临界条件:同;两物体处在同一位置时, 两物体的速度恰好相名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 相遇 同向运动的两物体追及即相遇,分析同 1;相向运动的物体,当各自发生的位移的肯定值的和等于开头时两物体间 的距离时即相遇;三. 解题方法指导:1. 解“ 追及” “ 相遇” 问题的思路:解决“ 追及” 和“ 相遇” 问题大致分为两种方法,程中可以有不同的思路,例如考虑图象法等等;即数学方法和物理方法求解过解题的基
5、本思路是: 依据对两物体运动过程的分析,画出物体的运动示意图;依据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程;留意要将两物体运动时间的关系反映在方程中; 联立方程求解;由运动示意图找出两物体位移间关联方程; 运动物体的追逐、相遇问题,一般解法较多:解析法、图象法、极值法等;应适 当地做些一题多解的练习, 以开启思路, 培育发散思维的才能; 但平常训练仍应 以物理意义突出的解析法为主;通过适当的练习后,总结一下追逐、相遇、避碰 问题的特点、分析方法,特殊是对其中所涉及的“ 相距最远” 、“ 相距最近” 、“ 恰好不相碰” 等临界问题, 应在摸索的基础上总结出临界状态的特点,找出临 界条件;2.
6、 分析“ 追及” “ 相遇” 问题应留意:分析“ 追及” “ 相遇” 问题时,肯定要抓住一个条件,两个关系:一个条件是两物体的速度满意的临界条件,如“ 两物体距离最大、 最小,恰好追上或恰好追不上等” ; 两个关系是时间关系和位移关系;其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系,是解题的突破口,也是解题常用方法;因此,在学习中肯定要养成画草图分析问题的良好习惯,对帮忙我们懂得题意,启发思维大有裨益;养成依据题意画出物体运动示意图的习惯;特殊对较复杂的运动, 画出草图可使运动过程直观,物理图景清楚,便于分析争论;分析争论对象的运动过程,搞清整个运动过程按运动性质的转换可分为哪几 个运动阶段,各个
7、阶段遵循什么规律,各个阶段间存在什么联系;特殊是,假设被追逐的物体做匀减速运动,动;肯定要留意追上前该物体是否停止运认真审题,留意抓住题目中的关键字眼, 充分挖掘题目中的隐合条件, 如“ 刚 好” 、“ 恰巧” 、“ 最多” 、“ 至少” 等;往往对应一个临界状态,由此找出满 足相应的临界条件;2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 仍要留意: 由于公式较多,且公式间有相互联系,因此,题目常可一题多解;解 题时要思路开阔, 联想比较, 挑选最简捷的解题方案; 解题时除采纳常规的公式 解析法外,图象法、比例法、极值法、
8、逆向转换法如将一匀减速直线运动视为 反向的匀加速直线运动等也是解题中常用的方法;【典型例题】 例 1 火车以速度 v1向前行驶;司机突然发觉,在前方同一轨道上距车为 s 处有另一辆火车,它沿相同的方向以较小的速度v2 作匀速运动,于是他立刻使车作匀减速运动,加速度大小为a,要使两车不致相撞,就a 应满意的关系式为两_;分析:司机使火车作匀减速运动, 当后面的火车与前方火车时的速度相等时,车再也不能接近了, 也就是后面的火车与前面火车的速度相等时,后面火车的位移与前面火车的位移之差要小于s 时,两车才不致相撞,此题解法中有四种;解法一: 当两车速度相等时,两车没有相撞,以后再也不会相撞,前车减速
9、的时 间为 t ,就解法二: 以前车为参照系,后车的速度为 其位移小于 s,两车不会相撞,即解法三: 作出两车运动的速度时间图像如下图,与时间轴所围面积之差即图中阴影部分小于即,当后车的速度减为零时,由图像可知: 在两图像相交前s 时,两车不会相撞;3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解法四: 后车的位移为,前车的位移为,要使两车不相撞,即说明此二次函数无解,即以上四种解法中,以其次种解法最简捷; 例 2 甲、乙两车相距 s,同时同向运动,乙在前面做加速度为 a1、初速度为零的匀加速运动,甲在后面做加速度为a2、
10、初速度为 v0 的匀加速运动,试争论两车在运动过程中相遇次数与加速度的关系;解析: 由于两车同时同向运动,故有v 甲=v0+a2t ,v 乙=a1t 当 a1a2时,a1t v乙,由于原先甲在后,乙在前,所以甲、乙两车的距离在不断缩短,经过一段时间后甲车必定超过乙车,且甲超过乙后相距越来越大,因此甲、乙两车只能相遇一次; 当 a1=a2时, alt=a 2t ,可得 v 甲v 乙,因此甲、乙两车也只能相遇一次: 当 a1a2时,a1ta 2t ,v 甲和 v 乙的大小关系会随着运动时间的增加而发生变化,刚开头,a1t和 a2t 相差不大且甲有初速 v0,所以,v甲v乙,随着时间的推移, a1t
11、 和 a2t 相差越来越大;当 al t a2t=v 0 时, v 甲=v 乙,接下来 a1t a2tv 0,就有 v 甲v 乙,假设在 v 甲=v 乙之前,甲车仍没有超过乙车,随后由于v 甲v 乙,甲车就没有时机超过乙车,即两车不相遇;假设在 v甲=v乙时,两车刚好相遇,随后 v甲=v乙,甲车又要落后乙车,这样两车只能相遇一次;假设在 v甲=v乙前甲车己超过乙车,即已相遇过一次,随后由于 v 甲v 乙,甲、乙距离又缩短,直到乙车反超甲车时,再相遇一次,别两车能相遇两次;4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解法一
12、: 由于 x 甲=v0t+a2t2,x 乙=a1t2,相遇时有 x 甲x 乙=x,就: v0t+a2t2a1t2=x,a1a2t2v0t+x=0 所以 t= 当 a1a2 时,式 t 只有一个正解,别相遇一次;当 a1=a2 时, x甲x乙= v0t 十a2t2a1t2=v0t=x ,所以 t=,t 只有一个解,就相遇一次;当 a1a2 时,假设2a1a2x,式无解,即不相遇,假设 =2a1a2x,式 t 只有一个解,即相遇一次;假设2a1a2x,式 t 有两个正解,即相遇两次;解法二: 利用 vt 图象求解,5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页精选学习资料 -
13、 - - - - - - - - 当 a1a2时,甲、乙两车的运动图线分别为如右上图中:的 I 和,其中划斜线部分的面积表示 t 时间内甲车比乙车多发生的位移,假设此面积为 S,就 t 时刻甲车追上乙车而相遇, 以后在相等时间内甲车发生的位移都比乙车多,所以只能相遇一次;当 a1a2 时,甲、乙两车的运动图线分别为如上左图中的 I 和,争论方法同,所以两车也只能相遇一次;当 a1=a2 时,甲、乙两车的运动图线分别为如上右图中的 I 和,其中划实斜线部分的面积表示甲车比乙车多发生的位移;假设划实斜线部分面积小于 S,就不能相遇;假设划实斜线部分面积等于 S,说明甲车刚追上乙车又被反超,就相遇一
14、次;假设划实斜线部分的面积大于 积为 S,说明 t1时刻甲车追上乙车,以后在s,如图中 0 t 1内划实斜线部分的面 t1t 时间内,甲车超前乙车的位移为 t 1 t 时间内划实斜线部分的面积,随后在 t t 2时间内,乙车比甲车多发生划虚线部分的面积,假如两者相等,就 两次;【模拟试题】t 2时刻乙车反超甲车,故两车先后相遇1. 甲、乙两物体由同一位置动身沿同始终线运动,其速度图象由图所示,以下 说法正确的选项是A. 甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动 B. 两物体两次相遇的时刻分别为 2 s 末和 6 s 末 C. 乙在前 4 s 内的平均速度等于甲的速度 D. 2 s 后甲、乙两物体的
15、速度方向相反2. 在足够长的平直大路上,一辆汽车以加速度a 启动时,有一辆匀速前进的自行车以速度 v0从旁边经过,就以下说法正确的选项是6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - A. 汽车追不上自行车,由于汽车启动时速度小B. 以汽车为参考系,自行车时向前匀速运动的C. 汽车与自行车之间的距离开头是不断增加的,直到两车速度相等,然后 距离减小,直到两车相遇D. 汽车追上自行车的时间是3. 甲乙丙三辆汽车以相同的速度同时经过某一个路标,从今开头甲车始终匀速 运动,乙车先加速后减速, 丙车先减速后加速, 它们经过下一个路标
16、时速度又相 等,就标A. 甲车先通过下一个路标 B. 乙车先通过下一个路C. 丙车先通过下一个路标 D. 条件不足,无法判定4. 两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为 v0,假设前车突然以恒定的加速度刹车, 在它刚停住时,后车以前车刹车的加速度开头刹车;已知前车在刹车过程中所行驶的距离为s,假设要保证两辆车在上述情形中不相撞,就两车在匀速行驶时保持的距离至少应为 B. 2s C. A. 1s 3s D. 4s 5. 汽车 A 在红绿灯前停住,绿灯亮起时起动,以 动,经过 30 s 后以该时刻的速度做匀速直线运动0.4 m/s 2 的加速度做匀加速运. 设在绿灯亮的同时,汽车
17、 B以 8 m/s 的速度从 A车旁边驶过,且始终以相同的速度做匀速直线运动,运动方 向与 A 车相同,就从绿灯亮时开头A. A 车在加速过程中与 B车相遇 B. A 、B相遇时速度相同 C. 相遇时 A 车做匀速运动D. 两车不行能再次相遇 6. 同始终线上的 A、B 两质点,相距 s,它们向同一方向沿直线运动相遇时互 不影响各自的运动, A做速度为 v 的匀速直线运动, B 从今时刻起做加速度为 a、初速度为零的匀加速直线运动;假设 A 在 B 前,两者可相遇 _次,假设 B在 A前,两者最多可相遇 _次;7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 19 页精选学习资料 -
18、 - - - - - - - - 7. 从相距 30 km的甲、乙两站每隔15 min 同时以 30 km/h 的速率向对方开出一辆汽车;假设首班车为早晨 5 时发车,就 6 时从甲站开出的汽车在途中会遇到 辆从乙站开出的汽车;8. 一矿井深 125m,在井口每隔一段时间落下一个小球,当第 11 个小球刚从井口开头下落时,第 1 个小球恰好到达井底,就:1相邻两个小球下落的时间间隔是 s ;2这时第 3 个小球与第 5 个小球相距g 取 10 ms 29. 如图,某时刻 A、B 两物体相距 7m,A以 4 ms 的速度向右做匀速直线运动,此时 B 的速度为 10 ms,方向向右,在摩擦力作用下
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- 2022 相遇 问题 知识 详解 典型 例题
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