追及与相遇问题(含答案)

余年寄山水
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2020年09月09日 17:00
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追及与相遇问题
1、追及与相遇的实质
研究的两物体能否在相同的时刻到达相同的空间位置的问题。
2、理清两大关系:
时间关系、位移关系。
3、巧用一个条件:

两者速度相等;它 往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分
析判断的切入点。
4、三种典型类型
(1)同地出发,初速度为零的匀加速直线运动A追赶同方向的匀速直线运动B
①当
v
A
v
B
时,A、B距离最大;
②当两者位移相等时, A追上B,且有
v
A
2v
B

(2)异地出发,匀速直线运动B追赶前方同方向的初速度为零的匀加速直线运动A
判断
v
A
v
B
的时刻,A、B的位置情况
①若B在A后面,则B永远追不上A,此时AB距离最小
②若AB在同一处,则B恰能追上A
③若B在A前,则B能追上A,并相遇两次
(3)异地出发,匀减速直线运动A追赶同方向匀速直线运动B
①当
v
A< br>v
B
时,A恰好追上B,则A、B相遇一次,也是避免相撞刚好追上的临界条件; < br>②当
v
A
v
B
时,A未追上B,则A、B永不相遇,此时两 者间有最小距离;
③当
v
A
v
B
时,A已追上B,则A 、B相遇两次,且之后当两者速度相等时,两者间有最大距离。
5、解追及与相遇问题的思路
(1)根据对两物体的运动过程分析,画出物体运动示意图
(2)根据两物体的运动性质,( 巧用“速度相等”这一条件)分别列出两个物体的位移方程,注意要将两
物体的运动时间的关系反映在方 程中
(3)由运动示意图找出两物体位移间的关联方程
(4)联立方程求解
注意:仔细审题,充分挖掘题目中的隐含条件,同时注意
v-t
图象的应用
【典型习题】
【例1】在十字路口,汽车以0.5ms
2
的加速度从停车线 启动做匀加速运动,恰好有一辆自行车以5ms的速度
匀速驶过停车线与汽车同方向行驶,求:
(1)汽车追上自行车之前,什么时候它们相距最远?最远距离是多少?
(2)在什么地方汽车追上自行车?追到时汽车的速度是多大?








【练习1】一辆值勤的警车停在 公路边,当警员发现从他旁边以
v
0
8ms
的速度匀速行驶的货车有违章行
为时,决定前去追赶。经2.5s,警车发动起来,以加速度
a2ms
做匀加速运动 ,试问:
(1)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多大?
(2)警车要多长时间才能追上违章的货车?








【练习2】一辆摩托车行驶的最大速度为30ms。现让该摩托车从静 止出发,要在4分钟内追上它前方相距
X
0
=1km、正以25ms的速度在平直公 路上行驶的汽车,则该摩托车行驶时,至少应具有多大的加速度?








【例2】一车处于静止状态,车后距车x
0
=25处有一个人,当车以1ms
2
的加速度开始起动时,人以6ms的
速度匀速追 车,能否追上?若追不上,人车之间最小距离是多少?









【例3】汽车正以10ms的速度在平直公路上前进,发现 正前方有一辆自行车以4ms的速度同方向做匀速直
线运动,汽车应在距离自行车多远时关闭油门,做加 速度大小为6ms
2
的匀减速运动,汽车才不至于撞上自行
车?









2



【练习3】A火车以v
1
=20ms速度匀速行 驶,司机发现前方同轨道上相距x
0
=100m处有另一列火车B正以
v
2< br>=10ms速度匀速行驶,A车立即做加速度为a的匀减速直线运动。要使两车不相撞,a至少为多少?










【选择题】
1、如图所示是
A

B
两物体从同一地点出发 ,沿相同的方向做直线运动的
v

t
图象,由图象可知 ( )

A.
A

B
早出发5 s
B.第15 s末
A

B
速度相等
C.前15 s内
A
的位移比
B
的位移大50 m
D.第20 s末
A

B
位移之差为25 m


2、
a

b
两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图像如图所示,下列说法υ(m· s
−1
)
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200 m




追及与相遇问题
【例1】解:(1)经分析可知,当两车速度相等时,它们距离最大
已知自行车的速度为v
1
5ms
,设经过时间t,两车速度相等,根据公式
vv
0
at
,得
t
v
1
0
50
m s
2
10s

a0.5
于是,自行车的位移
x
1
v
1
t510m50m

汽车的位移
x
2
v
0
t
1
2
1
at00.5102
m25m

22
故最大距离为
x
m
x
2
x
1
25m

即汽车追上自行车之前,经过10s它们相距最远;最远距离是25m。

x
2

(2)设经过时间
t
1
汽车 追上自行车,则有
x
1

v
0
t
1
< br>
v
1
t
1
;汽车的位移
x
2
又 自行车的位移
x
1
故可得
v
1
t
1
v< br>0
t
1

1
2
at
1

2
1
2
at
1
,解得:
t
1
20s

2

x
2

520m100m
则两 车经过的位移都为
x
1
此时汽车速度为
v
2
at
1
0.520ms10ms

即在距离停车线100m处汽车追上自行车,追到时汽车的速度是10ms。
【练习1】解: 经t
0
=2.5s,两车之间的距离为
x
0
v
0
t
0
82.5m20m

(1)经分析可知,当两车速度相等时,它们 距离最大,设此时经过的时间为
t
1

根据公式
vv
0< br>at
得,
t
1

v
0
0
80
ms
2
4s

a2
则有,货车的位移
x
1
v
0
t
1
84m32m

警车的位移
x
2

1
2
1
at
1
24
2
m16m

22
故最大距离为
x
m
x
0
(x
1
x
2
)20m(3216)m3 6m


x
2

(2)设经过时间
t
2
警车追上货车,则有
x
1



v
0
t
2
;警车的位移
x
2
又货车的位移
x
1
故可得
v
0
t
2

1
2
at2
x
0

2
1
2
at
2
 20
,解得:
t
2
10s

2
【练习2】解:假 设摩托车从静止出发一直做匀加速直线运动到
t
0
4min240s
恰好 追上汽车,此时摩托



车速度为
v
2
,又已知汽车速 度为
v
1
25ms
,则有
x

x
摩< br>
又汽车的位移
x

v
1
t
0
, 摩托车的位移
x


0v
2
t
0
2
故可得
0v
2
t
0
v
1
t0
x
0
,解得
v
2
58ms30ms

2
故摩托车不能一直做匀加速直线运动,只能是先做匀加速直线运动到速度最大值
v< br>m
30ms
,然后再做匀
速直线运动才追上汽车;设匀加速运动所用时间为< br>t
1
,则摩托在两个运动过程的位移分别为
x
1
和x
2
,有
匀加速运动位移
x
1

v
m
t< br>1
,匀速运动位移
x
2
v
m
(t
0
t
1
)

2
其总位移为
x
v
mt
1
v
m
(t
0
t
1
)

2
v
m
t
1
v
m
(t
0
t
1
)v
1
t
0
x
0

2
于是得:
xx

x
0
,即
代入数据解得:< br>t
1

40
s

3
根据公式
vv
0
at

a
v
m
3
30ms2
2.25ms
2

t40
2
即该摩托车行驶时,至 少应具有大小为
2.25ms
的加速度。
【例2】解:设经过时间t,车速度与人速度相等
根据公式
vv
0
at
,得
t
此时,车的位移为
x
1

v
a

6
s6s

1
1
2
1
at16
2
m18m

22
人的位移为
x
2
v

t66m36m

则位移差
xx
2
x
1
36m18m 18m25m

故人追不上车
此时的距离是最小距离为
x
mi n
x
0
x25m18m7m

【例3】解:根据分析可 知,汽车速度减小到与自行车速度相等时,若此时还没撞车,接下来永远都不会再
撞车
根据公 式
vv
0
at
,得:时间
t
v

- v

a

410
s1s

6



在此段时间内汽车的位移
x

v

v

2
t
104
1m7m
2
自行车的位移
x

v

t41m 4m

故位移差
xx

x

3m

即汽车应在距离自行车3m时关闭油门。
【练习3】解:假设A追上B时速度恰好相等,所需时间为t,
于是,有:A的位移
x
A

v
1
v
2
t
,B的位移
x
B
v
2
t

2

x
0
x
A
x
B
,代入数据,解得
t20s

根 据公式
vv
0
at
,得加速度
a
v
2
v
1
1020
ms
2
0.5ms
2

t20
即要使两车不相撞,a至少为0.5ms
2
,方向与初速度方向相反。
【选择题】
1、D 2、C

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