追击相遇问题专题讲解

余年寄山水
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2020年09月09日 17:23
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国家体育总局招聘-优秀班主任总结



追击与相遇专题讲解
学员姓名
课 型
教 学
目 标
辅导科目 物理 就读年级
新授课
1.相遇和追击问题的实质
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. 解相遇和追击问题的关键
画出物体运动的情景图,理清三大关系
(1)时间关系 :
t
A
t
B
t
0

(2)位移关系:
x
A
x
B
x
0

高一 辅导教师 唐老师
(3)速度关系:
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。

重 点
难 点
考 点
课时
重点:对题上的时间进行分析
难点:位移的相差是多少
1课时

教学过程
1.速度小者追速度大者:
类型
匀加速追匀速
图象 说明
①t=t
0
以前,后面物体与
前面物体间距离增大
②t=t
0
时,两物体相距最
远为x
0
+Δx

匀速追匀减速
③t=t
0
以后,后面物体与
前面物体间距离减小
④能追及且只能相遇一



匀加速追匀减速

Word 文档



2.速度大者追速度小者:
匀减速追匀速 开始追及时,后面物体与
前面物体间的距离在减小,当
两物体速度相等 时,即t=t0
时刻:

匀速追匀加速
①若Δx=x0,则恰能追及,
两物体只能相遇一次,这也是
避免相撞的临界条件
②若Δx此时两物体最小距离为x0-Δ
x
③若Δx>x0,则相遇两次,设t1
时刻Δx1=x0,两物体第一次相

遇,则t2时刻两物体第二次
相遇

匀减速追匀加速


说明: ①表中的Δx是开始追及以后,后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移;
②x
0
是开始追及以前两物体之间的距离;
③t
2
-t
0
=t
0
-t
1
;
④v
1
是前面物体的速度,v
2
是后面物体的速度.
考点1 追击问题
1、追及问题中两者速度大小与两者距离变化的关系。
甲物体追赶前的乙物体,若甲的速度大于乙的速度,则两者之间的距离 。若甲
的速度小于乙的速度,则两者之间的距离 。若开始甲的速度小于乙的速度过一段
时间后两者速度相等,则两者之间的距离 (填最大或最小)。
2、追及问题的特征及处理法:
“追及”主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置,常见的情形有三种:
⑴ 初速度 为零的匀加速运动的物体甲追赶同向的匀速运动的物体乙,一定能追上,追上
前有最大距离的条件:两物 体速度 ,即
v

v


⑵ 匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙,存在一个能否追上的问题。

Word 文档



⑶ 匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时,情形跟⑵类似。
判断法是:假定速度相等,从位置关系判断。
①当甲乙速度相等时,甲的位置在乙的后,则追不上,此时两者之间的距离最小。
②当甲乙速度相等时,甲的位置在乙的前,则追上,此情况还存在乙再次追上甲。
③当甲乙速度相等时,甲乙处于同一位置,则恰好追上,为临界状态。
解决问题时要注意二者是否同时出发,是否从同一地点出发。
追击问题分析法:⑴ 要抓住一 个条件,两个关系:一个条件是两物体的速度满足的临界条
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,
通过画草图找两物体的位移关系是解题的突破口。
⑵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已经停止运动。
⑶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。
【例1】 物体A、B同时从同一地点,沿同一向运动,A以10ms的速度匀速前进,B以
2 ms的加速度从静止开始做匀加速直线运动,求A、B再次相遇前两物体间的
最大距离.
【解析一】 物理分析法
A做
υ
A
=10 ms的匀速直线运动,B做初速度为零、加速度
a
=2 ms的匀加速直线运
动.根据 题意,开始一小段时间,A的速度大于B的速度,它们间的距离逐渐变大,当B
的速度加速到大于A的速 度后,它们间的距离又逐渐变小;A、B间距离有最大值的临界条
件是
υ
A

υ
B
. ①
设两物体经 历时间
t
相距最远,则
υ
A

at

把已知数据代入①②两式联立得
t
=5 s
在时间
t
,A、B两物体前进的距离分别为

s
A

υ
A
t
=10×5 m=50 m
1
2
1
2

s
B

at

×2×5
m=25 m
22
A、B再次相遇前两物体间的最大距离为
Δ
s
m
=< br>s
A

s
B
=50 m-25 m=25 m
【解析二】 相对运动法
因为本题求解的是A、B间的最大距离,所以可利用相对运动求 解.选B为参考系,则A
相对B的初速度、末速度、加速度分别是
υ
0
=10 ms、
υ
t

υ
A

υ
B
=0、
a
=-2 ms.
根据
υ
t

υ
0
=2
as
.有0-10=2×(-2)×
s
AB

解得A、B间的最大距离为
s
AB
=25 m.
【解析三】 极值法
1
2
1
25
物体A、B的位移随时间变化规律分别是
s
A
=10
t

s
B

at

×2×
t

t
.
22
则A、B间的距离Δs
=10
t

t
,可见,Δ
s
有最大值,且最 大值为
2
4×(-1)×0-10
Δ
s
m

m=25 m
4×(-1)
【解析四】 图象法
根据题意作出A、B两物体的< br>υ
-
t
图象,如图1-5-1所示.由
图可知,A、B再次相遇前它们 之间距离有最大值的临界条件是
υ
A

υ
B
,得
t
1
=5 s.
A、B间距离的最大值数值上等于Δ

A
P
的面积,即
Word 文档
2
22
2
2
2



1
Δ
s
m
=×5×10 m=25 m.
2
【答案】25 m

【实战演练1】(2011·新课标全国卷)甲乙两 辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速
度向一直不变。在第一段时间间隔,两辆汽车的加速度大小不 变,汽车乙的加速度大小是甲
的两倍;在接下来的相同时间间隔,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍 ,汽车乙的加速
度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔走过的总路程之比。 【思路点拨】解答本题时可由运动学公式分别写出两汽车的速度和位移程,再根据两车加速
度的关系 ,求出两车路程之比。
【精讲精析】设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻t
0
)的速 度为v,第一段时间间隔行驶的
路程为s
1
,加速度为a,在第二段时间间隔行驶的路 程为s
2
,由运动学公式有,
v=a t
0

1
2
s
1
= a t
0

2
1
2
s
2
=v t
0
+ 2a t
0

2
设汽车乙在时刻t
0
的速度为v′,在 第一、二段时间间隔行驶的路程分别为s
1
′、s
2
′,同理
有,
v′=2a t
0

1
2
s
1
′= 2a t
0

2
1
2
s
2
′=v′ t
0
+ a t
0

2
设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s′,则有
s= s
1
+s
2

s′= s
1
′+s
2
′ ⑧
联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶路程之比为
s5
=
s′
7
5
答案:

7
【实战演练2】如图1-5 -2所示是甲、乙两物体从同一地点,沿
同一向做直线运动的
υ

t
图象,由图象可以看出 ( 〕
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A.这两个物体两次相遇的时刻分别是1s末和4s末
B.这两个物体两次相遇的时刻分别是2s末和6s末
C.两物体相距最远的时刻是2s末
D.4s末以后甲在乙的前面
【解析】从图象可知两图线相交点1s末和4s末是两物速度 相等时刻,从0→2s,乙追赶甲
到2s末追上,从2s开始是甲去追乙,在4s末两物相距最远,到6 s末追上乙.故选B.
【答案】B

考点2 相遇问题
相遇问题的分析思路:
相遇问题分为追及相遇和相向运动相遇两种情形,其主要条件是两物体 在相遇处的位置
坐标相同.
(1)列出两物体运动的位移程、注意两个物体运动时间之间的关系.
(2)利用两物体相遇时必处在同一位置,寻找两物体位移间的关系.
(3)寻找问题中隐含的临界条件.
(4)与追及中的解题法相同.
3.相遇和追击问题的常用解题法
画出两个物体运动示意图,分析两个物体的运动性质,找 出临界状态,确定它们位移、
时间、速度三大关系。
(1)基本公式法——根据运动学公式,把时间关系渗透到位移关系和速度关系中列式求解。
(2)图像法——正确画出物体运动的v-- t图像,根据图像的斜率、截距、面积的物理意义
结合三大关系求解。
(3)相对运动法——巧妙选择参考系,简化运动过程、临界状态,根据运动学公式列式求
解。
(4)数学法——根据运动学公式列出数学关系式(要有实际物理意义)利用二次函数的求
根公 式中Δ判别式求解
例1. A火车以v
1
=20ms速度匀速行驶,司机发现前同 轨道上相距100m处有另一列火车
B正以v
2
=10ms速度匀速行驶,A车立即做 加速度大小为a的匀减速直线运动。要使两车
不相撞,a应满足什么条件?
解1:(公式法)
两车恰好不相撞的条件是两车速度相同时相遇。
由A、B 速度关系:
v
1
atv
2

由A、B位移关系:
v
1
t
(包含了时间关系)
1
2
atv
2
tx
0

2
( v
1
v
2
)
2
(2010)
2
a ms
2
0.5ms
2

2x
0
2100
a0.5ms
2

解2:(图像法)
在同一个v- t图中画出A车和B车的速度时间图像图线,根据图像面积的物理意义,两车位
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移之差等于图中梯形的面积与矩形面积的差,当t=t< br>0
时梯形与矩形的面积之差最大,为图中
阴影部分三角形的面积.根据题意,阴影部分三 角形的面积不能超过100 .

1
(2010)t
0
100

2
t
0
20s

atan


2010
0.5

20
a0.5ms
2


解3:(相对运动法)
以B车为参照物, A车的初速度为v
0
=10ms,以加速度大小a减速,行驶x= 100m后“停
下”,末速度为v
t
=0。
2
v
t
2
v
0
2ax
0

物体的v-t图像的斜率表示
加速度,面积表示位移。

2
v< br>t
2
v
0
010
2
ams
2
0.5ms
2

2x
0
2100
(由于不涉及时间,所以选用速
度位移公式。 )

a0.5ms
2

备注:以B为参照物,公式中的各个量都应是相对于B的物理量.注意物理量的正负号。
解4:(二次函数极值法)
若两车不相撞,其位移关系应为
1
v
1
tat
2
v
2
tx
0

2
1
代入数据得:
at
2

10
t
100

0

2
其图像(抛物线)的顶点纵坐标必为正值,故有
1
4a100(10)
2
2
0

a0.5ms
2

1
4a
2
把物理问题转化为根据二次函数的极值求解的数学问题。
 拓展
A、B两棒均长1m,A棒悬挂于天花板上,B棒与A棒在一条竖直线上,直立在地
面,A棒的下端与B棒的上端之间相距20m,如图1-5-3所示,某时刻烧断悬挂A

A
l=1
的绳子,同时将B棒以
v
0
=20ms的初速度 竖直上抛,若空气阻力可忽略不计
2
,且
g
=10ms,试求:
(1)A、B两棒出发后时相遇?
(2)A、B两棒相遇后,交错而过需用多少时间?
L=2
【解析】本题用选择适当参考系,能起到点成金的效用。
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B
l=1
图1-5-3


< br>由于A、B两棒均只受重力作用,则它们之间由于重力引起的速度改变相同,它们之间只有
初速度 导致的相对运动,故选A棒为参考系,则B棒相对A棒作速度为
v
0
的匀速运动。
则A、B两棒从启动至相遇需时间
t
1

L20
s1s

v
0
20
当A、B两棒相遇后,交错而过需时间

t
2

2l

2
s0.1s

v
0
20
【答案】(1) 1
s
(2) 0.1
s

【例3】(易错题)经检测汽车A的制动性能:以标准速度20ms在平直 公路上行驶时,制
动后40s停下来。现A在平直公路上以20ms的速度行驶发现前180m处有一货 车B以6ms
的速度同向匀速行驶,司机立即制动,能否发生撞车事故?
【错解】设汽车A制 动后40s的位移为
x
1
,货车B在这段时间的位移为
x
2


a
vv
0
得车的加速度
a
=-0.5ms
t

x
1
v
0
t
1
at2

2

x
1
2040
1
(0.5)40
2
400m

2
x
2
v
2
t640240m

x
2
=
v
2
t
=6×40=240(m)
两车位移差为400-240=160(m)
因为两车刚开始相距180m>160m
所以两车不相撞。
【错因】这是典型的追击问题。关键是要弄清不相撞的条件。汽车A与货车 B同速时,两
车位移差和初始时刻两车距离关系是判断两车能否相撞的依据。当两车同速时,两车位移差
大于初始时刻的距离时,两车相撞;小于、等于时,则不相撞。而错解中的判据条件错误导
致错 解。
【正解】如图1-5汽车A以
v
0
=20ms的初速做匀减
速 直线运动经40s停下来。据加速度公式可求出
a
=-0.5ms
2
当A车减 为与B车同速时是A车逼近B车
距离最多的时刻,这时若能超过B车则相撞,反之则
不能相撞。
图1-5-4


v
2

v
0
2

2ax
可求出A车减为与B车同速时的位移

x
1< br>
v
2
v
2
0
2a

4003 6
m364m

20.5
此时间
t
B车的位移速
s
2
,则
t
x
2
v
2
t628 m168m

v
2
v
0

a

x
=364-168=196>(m)
所以两车相撞。
【点悟】分析
追击问题应把
两物体的位置
关系图画好。
如图1-5-4,通
过此图理解物
理情景。本题
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也可以借图像帮助理解,如图
1-5-5所示,阴影区是A车比B车多通过的最多距离,这段距离若能大于两车初始时刻的距
离则两 车必相撞。小于、等于则不相撞。从图中也可以看出A车速度成为零时,不是A车
比B车多走距离最多的 时刻,因此不能作为临界条件分析。
过手练习:汽车正以10 ms的速度在平直公路上匀速直线运动,突然发现正前有
一辆自行车以4 ms的速度同向做匀速直线运动,汽车立即关闭油门,做加速度
2
为6 ms的匀减速运动,求汽车开始减速时,他们间距离为多大时恰好不相撞?


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