追及相遇问题高一版
高卢雄鸡-北京农学院邮编
追及相遇问题
1.分析思路
可概括为“一个条件”“两个关系”.
(1)一个条件: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
析判断问题的切入点;
(2)两个关系:时间等量关系和位移等量关系,通过画草图找出两物体的时间
关系和位
移关系是解题的突破口.
2.能否追上的判断方法
物体
B
追赶物体
A
:开始时,两个物体相距
x
0
,到
v
A
=
v
B
时,若
x
A
+
x
0<
x
B
,则能追上;
若
x
A
+
x0
=
x
B
,则恰好不相撞;若
x
A
+
x
0
>
x
B
,则不能追上.
3.特别提醒(时间陷阱)
若被追赶的物体做匀减速直线运动,一定要注意判断被追上前该物体是否已经停止运
动.
4.三种方法
(1)临界法:寻找问题中隐含的临界条件,例如速度小者加速追赶速度大者,
在两物体
速度相等时有最大距离;速度大者减速追赶速度小者,若追不上则在两物体速度相等时有最小距离.
(2)函数法:设两物体在
t
时刻相遇,然后根据位移关系列出关于<
br>t
的方程
f
(
t
)=0,
若方程
f
(
t
)=0无正实数解,则说明这两个物体不可能相遇;若方程
f
(
t
)=0存在正实数解,
说明这两个物体能相遇.
(3)图象法.
①若用
位移图象求解,分别作出两个物体的位移图象,如果两个物体的位移图象相交,
则说明两物体相遇.
②若用速度图象求解,则注意比较速度图线与时间轴包围的面积.
追不上距离最远
恰好追上
例2:汽车正以10ms的速度在平直公路上前进,突然
发现正前方有一辆自行车以4ms的
速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为6
ms
2
的匀减速运动,汽
车恰好不碰上自行车,求关闭油门时汽车离自行车多远. <
br>取汽车运动的方向为正方向,已知汽车的速度v
0
=10ms,自行车匀速行驶的速度v
1
=4ms,
汽车刹车时的加速度a=-6ms
2
,设关闭油门时汽
车离自行车的距离为x
0
.
如图,要使汽车恰好不碰上自行车,则有:
x
0
+x
1
=x
2
…………………(1)
汽车的末速度v
t
=v
1
…………………(2)
设经过时间t汽车的速度与自行车的速度相等,则有:
v
1
t=x
1
…………………(3)
v
t
=v
0
+at
…………………(4)
v
t
2
-v
0
2
=2ax
2
…………………(5)
联立方程(1)、(2)、(3)、(4)、(5)代入数据,解得x
0
=3m
所以, 关闭油门时汽车离自行车的距离为3m.
追不上距离最近
例3. 汽车从静止开始以a=1ms2的加速度前进,某人
在车后s0=25m处同时开始以6ms的
速度匀速追汽车.
(1)经过多长时间汽车的速度达到6ms;
(2)试通过计算判断人能否追上车;
(3)若人能追上车,则求经过多长时间人才追上车;若人不能追上车,求人、车间的最小
距离
例题4(前面被追的做匀减速,是停止运动后被追上,还是运动的时候被追上)时间陷阱
某人
骑自行车以4ms的速度前进,某时刻在他前面7m处以
10ms的速度同向行驶的汽车开始关闭发动机
,并以2ms2
的加速度匀减速前进,要多少秒才能追上汽车?