追击及相遇问题的处理方法
新中国历届领导人-学校后勤工作计划
追击及相遇问题的处理方法
一、追及和相遇问题的求解方法
两个物体在同一
直线上运动,往往涉及追及,相遇或避免碰撞等问题,解答此类
问题的关键条件是:两物体能否同时达到
空间某位置。
基本思路是:
①分别对两物体进行研究;
②画出运动过程示意图;
③列出位移方程
④找出时间关系,速度关系
⑤解出结果,必要时进行讨论。
方法是:
(1)临界条件法:当二者速度相等时,二者相距最远(最近)。
(2)图象法:画出x-t图象或v-t图象,然后利用图象进行分析求解。
(3)数学判别
式法:设相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方
程,用判别式进行讨论,若Δ>0,
即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,
说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相遇。
1、追及问题:
追和被追的两物体的速度相等(同向运动)是能否追上及两者距离有极值的临界
条件。
第一类:
速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀减速直线运动)
①
当两者速度相等时,追者位移追者位移仍小于被追者位移,则永远追不上,此
时两者之间有最小距离。
②若两者位移相等,且两者速度相等时,则恰能追上,也是两者避免碰撞的临界
条件。
③若两者位移相等时,追着速度仍大于被追者的速度,则被追者还有一次追上追
者的机会,当速度相等
时两者之间距离有一个最大值。
在具体求解时,可以利用速度相等这一条件求解,也可
以利用二次函数的知识求
解,还可以利用图象等求解。
第二类:
速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(匀速直线运动)。
①当两者速度相等时有最大距离。
②当两者位移相等时,则追上。
具体的求解方法与第一类相似,即利用速度相等进行分析还可利用二次函数图象
和图象图象。
2、相遇问题
①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于开始时两物体间的距离时相
遇
二、 分析追及,相遇问题时要注意
1、分析问题是,一个条件,两个关系。
一个
条件是:两物体速度相等时满足的临界条件,如两物体的距离是最大还是最
小及是否恰好追上等。
两个关系是:时间关系和位移关系。
时间关系是指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;而
位移关系是指两物体同地运动还是一前一后等,其中通过画运动示意图找到两物<
br>体间的位移关系是解题的突破口,因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良
好习惯,对帮助我
们理解题意,启迪思维大有好处。
x-t图象
(1)物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律.
(2)斜率的意义:图线
上某点切线斜率的大小表示物体速度的大小,斜率正负表
示物体速度的方向.
v-t图象
(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律.
(2)斜率的意义:图
线上某点切线斜率的大小表示物体在该点加速度的大小,斜
率正负表示物体加速度的方向.
(3)“面积”的意义
①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移的大小.
②若面积在时间轴的上方,表示位移方向为正;若此面积在时间轴的下方,表示
位移方向为负.
2、若被追赶的物体做匀减速直线运动,一定要注意,追上前该物体是否已停止
运动。仔细审题
,注意抓住题目中的关键字眼,充分挖出题目中的隐含条件,如
“刚好”,“恰巧”,最多“,”至少“
等。往往对应一个临界状态,满足相应的临界条
件。
三、追及问题的六种常见情形
(1)匀加速直线运动的物体追匀速直线运动的物体:这种情况定能追上,且只
能相遇一次;两
者之间在追上前有最大距离,其条件是V加 = V匀 。
(2)匀减速直线运动追匀速直线运动物体:当V减 =
V匀时两者仍没到达同一
位置,则不能追上;当V减 =
V匀时两者正在同一位置,则恰能追上,也是两
者避免相撞的临界条件;当两者到达同一位置且V减 >
V匀时,则有两次相遇
的机会。
(3)匀速直线运动追匀加速直线运动物体:当两者到达同一位置前,就有V加 =
V匀,则不能追上;当两者到大同位置时V加 =
V匀,则只能相遇一次;当两
者到大同一位置时V加 < V匀则有两次相遇的机会。
(4)匀速直线运动物体追匀减速直线运动物体:此种情况一定能追上。
(5)匀加速直线运动的物体追匀减速直线运动的物体:此种情况一定能追上。
(6)匀减速直线运动物体追匀加速直线运动物体:当两者在到达同一位置前V
减 =
V加,则不能追上;当V减 = V加时两者恰到达同一位置,则只能相遇一
次;当地一次相遇时V减
> V加,则有两次相遇机会。(当然,追击问题还有
其他形式,如匀加速追匀加速,匀减速追匀减速等
,请同学们独立思考)。
四、对运动图象物理意义的理解
1、一看“轴”:先要看清两轴所代表的物理量,即图象是描述哪两个物理量之间
的关系. <
br>2、二看“线”:图象表示研究对象的变化过程和规律.在v-t图象和x-t图象中
倾斜的直线
分别表示物体的速度和位移随时间变化的运动情况.
3、三看“斜率”:x-t图象中斜率表示运动物
体的速度大小和方向.v-t图象中
斜率表示运动物体的加速度大小和方向.
4、四看“面积”:即图线和坐标轴所围的面积,也往往代表一个物理量,这要看
两物理量的乘积有无意
义.例如v和t的乘积vt=x有意义,所以v-t图线与横
轴所围“面积”表示位移,x-t图象与横
轴所围“面积”无意义.
5、五看“截距”:截距一般表示物理过程的初始情况,例如t=0时的位移或速度.
6、六
看“特殊点”:例如交点、拐点(转折点)等.例如x-t图象的交点表示两质
点相遇,但v-t图象的
交点只表示速度相等.
五、例题讲解
例:在铁轨上有甲、乙两列列车,甲车在前,乙车在后
,分别以速度v1=15ms),
v2=40ms做同向匀速运动,当甲、乙间距为1500m时,乙车
开始刹车做匀减
速运动,加速度大小为0.2ms2,问:乙车能否追上甲车?
分析与解答:
由于乙车速度大于甲车的速度,因此,尽管乙车刹车后做匀减速直
线运动,速度开始减小,但其初始阶段
速度还是比甲车的大,两车的距离还是在
减小,当乙车的速度减为和甲车的速度相等时,乙车的位移大于
甲车相对乙车初
始位置的位移,则乙车就一定能追上甲车,设乙车速度减为v1=15ms时,用的时间为t,则有v1=v2-at ,t=(v2-v1)a=125s ,
在这段时间里乙车的位移为
,
在该时间内甲车相对乙车初始位置的位移为S1=1500十v1t=3375m,
因为s2>s1,所以乙车能追上甲车。