高一追及相遇问题的解题技巧

温柔似野鬼°
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2020年09月09日 15:36
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追及相遇问题的解题技巧

运动物体的追及、相遇问题是 人们日常生活中常见的,如赛车的追赶相遇、运动员的交
接棒问题等。此类问题的处理,要涉及运动学的 基本规律,是高考命题的热点之一。

例1、甲乙两物体在同一条直线上同时同地沿同一方向 运动,甲以6ms的速度做匀速
直线运动,乙做初速度为为零,加速度为2ms
2
的匀 加速直线运动。二者何时距离最大?最
大距离是多少?
[解析]开始一段时间内,甲快乙慢, 甲在前,二者距离变大,甲的速度v

=6ms,乙的加
速度a

= 2ms
2

当乙的速度达到6ms时,二者距离最大,由速度公式
v=at得
t=v

a=62s=3s
在这3s内,甲的位移s

=v

t=6×3m=18m,
乙的位移s

=at
2
2=2×3
2
2m=9m,
二者的最大距离△s=s

-s

=18m-9m=9m
[答案]出发后3s,9m
动,从计时时起,
乙在甲后7m处做初速度为为零,加 速度为2ms
2
的匀加速直线运动,乙能否追上甲?
[解析]乙的速度达到6ms时所用的时间为
t
的位移
s
=v

t=6×3m=18m,乙的位移s
=

s
乙< br>
s


△s
例2、甲乙两物体在同一条直线上沿同一方向 运动,甲以6ms的速度做匀速直线运
v
2
6
s3s
,在这3s 的时间内,甲
a2

s
0
=7m
s


s


△s
1
2
1
at23
2
m9m

22
由于s

+s
0
=(9+7)m=16m<s

= 18m,
因此追不上。
[答案]追不上
[规律小结]两物体沿同一方向作直 线运动,若前快后慢,两物体间距离变大,速度相等
时两物体间距离最大;若后快前慢,两物体间距离变 小,如果追不上,速度相等时两物体间
距离最小。
例3(2007宁夏)、甲乙两辆汽车在平 直的公路上沿同一方向作直线运动,t=0时刻同
时经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的v-t 图中(如图),直线a、b分别描述了
甲乙两车在0-20s的运动情况。关于两车之间的位置关系,下 列说法正确的是
v(ms)
A.在0-10 s内两车逐渐靠近
10
b
(乙)
5
B.在10-20 s内两车逐渐远离
C.在5-15 s内两车的位移相等
D.在t=10 s时两车在公路上相遇
[解析]由v-t图象可知,0~10s内,v

>v

,两车逐渐 远离;10s~20s内

v

<v

,两
车逐渐 靠近,故A、B均错。v-t图线与时间轴所围的面积表示位移,5s~15s内,两图线与t
时间轴包 围的面积相等,故两车的位移相等。C对。t=20s时,两车的位移相等,说明两车
第 1 页 共 4 页
0
5
a
(甲)
ts
10 15
20



相遇,故D措。
[答案]C
[规律小结]在v-t图线中,图线与时间轴所围的面积表示位移的大小,两物体沿同一方
向作 直线运动,若同时同地出发,v-t图线与t时间轴包围的面积相等时两物体相遇。
例4、当汽车B在汽车A前方7m时,A正以v
A

=4ms的速度向右做匀 速直线运动,而
2
汽车
B
此时速度
v
B

=10ms,向右做匀减速直线运动,加速度大小为
a
=2ms.此时开始计时,
则< br>A
追上
B
需要的时间是多少?
v
B
10
s5s

a2
vt
105
m25m
在5s内,
B
车的 位移
s
B

B0

22
[解析]设
B车运动的时间为t
0
,则
t
0

A
车的位移< br>s

A

=v
A
t
0
=4×5m=20m

A
车 需要再经
t
1
追上
B
车,根据两车的位移关系,有
s0
s
B
s
A
v
A
t
1

vAt=vBt-at22+s 0+25-20)4=3s
s
0
=7m
s
B

t
1

s
0
s
B
s
A
72520
s3s

v
A
4
A追上B
需要的时间
t
0
+
t
1
=(5+3)s=8s
s
A

v
A
t
1

[答案]8s
[规律小结]分析追及、相遇问题时,一定要认真分析两个物体的时间关系和位移关系。
时间关 系是两物体运动时间是否相等,两物体是同时运动还是一先一后等;位移关系是指两
物体同地运动还是一 前一后运动等,其中通过画运动示意图找到两物体间的位移关系是解题
的突破口。

在v-t图线中,图线的交点表示在某一时刻物体的速度相等,并不表示两物体相遇,例
3中有 的同学极易认为在10s末两物体相遇。
若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意,追上前 该物体是否停止运动。例4中若认
为汽车
B
一直做匀减速运动,就会列出表达式
v
A
tv
B
t
1
2
ats
0,得出t=7s的错误结论。
2
跟踪练习:
1、图为甲、乙两物体在同一起跑 线同时向同一方向做直线运动的
v-t图线,则以下说法正确的是 ( )
A.甲、乙均做匀速直线运动
B.甲、乙均做匀加速直线运动,乙的加速度大
C.在t
1
时刻之前,甲的速度大
D.在时刻t
1
,甲、乙两物体相遇


2(2006广 东)、a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速
度图象如图所示,下列说法正确的是
A.a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度
B.20秒时,a、b两物体相距最远
C.60秒时,物体a在物体b的前方
D.40秒时,a、b两物体速度相等,相距200m

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3(2007海南)、两辆游戏
vm·s
-1

vm·s
-1

赛车a、b在两条平行的直车道
上行驶。t=0时两车都在同一计
10
10
时线处,此时比赛开始。它们在
b
b
四次比赛中的v- t图如下图所
a
5
5
示。哪些图对应的比赛中,有一
a
辆赛车追上了另一辆( )

0 5 10 15 20 25 ts
0 5 10 15 20 25

A B


vm·s
-1

vm·s
-1



10
b

10
b

a
a
5
5



0 5 10 15 20 25
ts
0 5 10 15 20 25


D C
4、一辆摩托车行使的最大
速度为108kmh。现让摩托车从静止出发,要 求在4min内追上前方相距1km,、正以25ms
的速度在平直公路上行驶的汽车。则该摩托车行使 时,至少应有多大的加速度?
5(2007全国卷)、甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经 短距离加速后能保
持9ms的速度跑完全程:乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的 时机,
需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中,甲在接力区前s
0
=13. 5m处作了标记,
并以v=9ms的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时 起跑,
并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棱。已知接力区的长度为L=20m
求:(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a。
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
ts
ts

参考答案:

1、[解析]甲、乙两物体的v- t图线都是倾斜的直线,说明它们都做匀加速直线运动。乙
物体的v-t图线斜率大,说明乙物体的加速 度大,故A错B对。在t
1
时刻之前,由图象可以
看出甲的速度大,C正确。在时刻t
1
,甲、乙两物体的速度相等,但此时它们之间的距离最
大,D错误。
[答案]B、C
2、[解析]a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,从图像看,速度均为 正值,加速时,
加速时,加速度也为正值,且同向运动。因ab
加速
时,
a的加速度a
1
=(v
1
-v
0
)t=(40-10)20 ms
2
=1.5 ms
2

b的加速度a
2
=v< br>1
t=(40-0)(40-20)ms
2
=2.0 ms
2

故A错误。t=20s时,v
a
=40ms, v
b
=0,a在b前,距离继续增大,当t=40s时,v
a
= v
b
,a
与b距离最大,此时,
s
a
=(v
0< br>+v
a
)t
1
+v
a
t
2
=(10 +40)202+40×20m=1300m
s
b
=(v
0
+v< br>b
)t
3
=(0+40)×202m=400m.
故a、b间最大距离△s
max
= s
a
- s
b
=900m,所以BD错误。
t=60s时,s
a
=(10+40)202+40×40m=2100m
s
b
=at
2
2=2×40
2
2.m=1600m,故t= 60s时,a仍在b前方,所以C正确。
[答案]C
3、[解析]在v-t图线中,图线与 时间轴所围的面积表示位移的大小,A图中,t=20s时,
两车位移大小相等,即b车追上了a车;B 图中b车的速度始终比a车速度大,即a车不可
第 3 页 共 4 页


< br>能追上b车;C图中t=20s时两车位移相等,即b车能追

a车;D图中从图像可以 看出,
两车速度相等时,始终是b车位移大,故a车不可能追上b车。
[答案]AC
4、[解析]若摩托车在追赶过程中一直做匀加速直线运动,则有
v

t+s
0
=vt2
代入数值解得追上时摩托车的速度
v=58ms
这个速度大于摩托车行使的最大速度,因此摩托车应先加速,再匀速追赶。
设摩托车在t=4min内恰好追上汽车且加速阶段的时间为t
1
,由位移关系可得
s
0
s

v

t+s
0
=vm
t
1
2+v(t- t
1
)
其中v
m
=108kmh=30ms
代入数值解得
t
1
=403s
s

由v
m
=at
1

代入数值解得a=2.25ms
2
因此,摩托车行使时至少应有2.25ms
2
的加速度。
[答案]2.25ms
2

5、[解析](1)设经过时间t,甲追上乙,则根据题意有vt-vt2=13.5m
将v=9ms代入得到

t=3s,
又 v=at
解得:a=3ms
2

(2)在追上乙的时候,乙走的距离为s,
则:s=at
2
2
代入数据得到s=13.5m
所以乙离接力区末端的距离为∆s=20m-13.5m=6.5m
[答案]13.5m,6.5m


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