运动图像追及和相遇问题

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2020年09月09日 17:27
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南昌市中考-火烧圆明园观后感


日期: 姓名:
运动图像 追及和相遇问题
[基础自测]
一、判断题
(1)x-t图像和v-t图像都表示物体运动的轨迹。
(2)x-t图像和v-t图像都只能描述直线运动。
(3)x-t图像上两图线的交点表示两物体此时相遇。
(4)v-t图像上两图线的交点表示两物体此时相遇。
(5)同一直线上运动的两物体,后者若追上前者,后者速
度必须大于前者。
(6)同一直线上运动的两物体,速度相等时,两物体相距
最近或最远。
(7)两物体同向运动恰好不相碰,则此时两物体速度相
等。
二、选择题
1.[沪科版必修1 P
43
T
6
改编](多选)如图所示为甲、乙 两
物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图
像,已知甲对应的是图像中的直线,乙 对应的是图像中
的曲线,则下列说法正确的是( )

A.甲做匀减速直线运动
B.乙做变速直线运动
C.0~t
1
时间内两物体平均速度大小相等
D.两物体的运动方向相反
2.(多选)物体做直线运动的v- t图像如图所示,根据图
像提供的信息可知( )

A.第4 s初物体运动的加速度为2 ms
2

B.前8 s内物体运动的位移为32 m
C.在0~4 s内与4~6 s内物体运动的加速度方向相反
D.在0~4 s内与4~6 s内物体运动的平均速度相等
3.[粤教版必修1 P
47
T
17
改编]一步行者以6.0 ms的速
度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车,在跑到距汽车25 m
处时,绿灯亮了,汽车以1.0 ms
2
的加速度匀加速启动
前进,则( )
A.人能追上公共汽车,追赶过程中人跑了36 m
B.人不能追上公共汽车,人、车最近距离为7 m
C.人能追上公共汽车,追上车前人共跑了43 m
D.人不能追上公共汽车,且车开动后,人车距离越来
越远

讲授高端的真正的物理学
1

考点一 运动图像的理解和应用
考法(一) 图像信息类问题
[例1] (多选)(2018·全国卷Ⅲ)甲、乙两车在同 一平直
公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线
运动。甲、乙两车的位置x随时间 t的变化如图所示。
下列说法正确的是( )

A.在t
1
时刻两车速度相等
B.从0到t
1
时间内,两车走过的路程相等
C.从t
1
到t
2
时间内,两车走过的路程相等
D.在t
1
到t
2
时间内的某时刻,两车速度相等
考法(二) 图像选择类问题
[例2] 从塔顶由静止释放一个小球A的时刻为计时零
点,t
0
时刻,在与A球t
0
时刻所在位置的同一水平高度,
由静 止释放小球B,若两球都只受重力作用,设小球B
下落时间为t,在A、B两球落地前,A、B两球之间 的
距离为Δx,则
Δx
t
-t
0
的图线为( )

考法(三) 图像转换类问题
[例3] 一物体由静止开始沿直线运动,其加速度 随时
间变化的规律如图所示。取物体开始运动的方向为正方
向,则下列关于物体运动的v- t图像正确的是( )



考法(四) 图像应用类问题
[例4] 某同学欲估算飞机着陆时的速度,他假设飞机
在平直跑道上做匀减速运动,飞机在跑 道上滑行的距离
为x,从着陆到停下来所用的时间为t,实际上,飞机的


日期: 姓名:
速度越大,所受的阻力越大,则飞机着陆时的速度应是
( )
A.v=
x
t
B.v=
2x
t

C.v>
2x
t
D.
x2x
t
<v<
t


[题点全练]
1.[根据x-t图像分析两车的运动]
在平直公路上行驶的a车和b车,其位移—时间(x -t)
图像分别为图中直线a和曲线b,已知b车的加速度恒
定且等于-2 ms
2
,t=3 s时,直线a和曲线b刚好相切,
则( )

A.a车做匀速运动且其速度为v
8
a

3
ms
B.t=3 s时a车和b车相遇但此时速度不等
C.t=1 s时b车的速度为10 ms
D.t=0时a车和b车的距离x
0
=9 m
2.[根据v- t图像选择a-t图像]
质点做直线运动的速度—时间图像如图所示,下图中表
示质点加速度—时间图像正确的是( )



3.[根据滑块的运动情况选择运动图像]
如图所示, 滑块以初速度v
0
沿表面粗糙且足够长的固定
斜面,从顶端下滑,直至速度为零。对于 该运动过程,
若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速
度和加速度的大小,t表 示时间,则下列图像最能正确
讲授高端的真正的物理学
2
描述这一运动规律的是( )




4.[应用运动图像分析竖直上抛运动]
在 地面上以初速度2v
0
竖直上抛一物体A后,又以初速
度v
0
从同一 地点竖直上抛另一物体B。若要使两物体能
在空中相遇,则两物体抛出的时间间隔Δt必须满足的
条件是(不计空气阻力)( )
A.
v
0
2v
0
2v
0
3v
0
g
<Δt<
g
B.
g
<Δt<
g

C.
3v
0
4v0
2v
g
<Δt<
g
D.
0
4v
0
g
<Δt<
g


考点二 追及和相遇问题
[典例] 汽车A以v
A
=4 ms的速度向右做匀速直线运
动,发现前方相距x
0
=7 m处、以v
B
=10 ms的速度同
向运动的汽车B正开始匀减速刹车直到静止后保持 不
动,其刹车的加速度大小a=2 ms
2
。从此刻开始计时。
求:
(1)A追上B前,A、B间的最远距离是多少?
(2)经过多长时间A恰好追上B?













[延伸思考]
(1)若某同学应用关系式v-
1< br>B
t
2
at
2
+x
0
=v
A
t解得经过t=
7 s(另解舍去)时A恰好追上B。这个结果合理吗?为什
么?
(2)若汽车A以v
A
=4 ms的速度向左匀速运动,其后方


日期: 姓名:
相距x
0
=7 m处,以v
B
=10 ms的速度同方向运动的汽< br>车B正向左开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹
车的加速度大小为a=2 ms
2
,则经过多长时间两车恰
好相遇?
[题点全练]
1.[与x-t图像相结合的追及相遇问题]
甲、乙两人同时同地骑自行车出发做直线运动,前1 h
内的x- t图像如图所示,下列表述正确的是( )

A.0.2~0.5 h内,甲的速度比乙的小
B.0.2~0.5 h内,甲的加速度比乙的大
C.0.6~0.8 h内,甲的位移比乙的小
D.0.8 h时,甲追上乙

2.[与v-t图像相结合的追及相遇问题]
(多选)(2018·全国卷Ⅱ)甲、乙两汽车 在同一条平直公路
上同向运动,其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条
曲线所示。已知两车在 t
2
时刻并排行驶。下列说法正确
的是( )

A.两车在t
1
时刻也并排行驶
B.在t
1
时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
3.[多种方法解决追及相遇问题]
在水平轨 道上有两列火车A和B相距s,A车在后面做
初速度为v
0
、加速度大小为2a的匀减 速直线运动,而B
车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,
两车运动方向相同。要 使两车不相撞,求A车的初速度
v
0
满足什么条件。









讲授高端的真正的物理学
3





“专项研究”拓视野——运动示意图和运动图像
一、运动示意图
[例1] 一个气球以4 ms的速度匀速竖直上升,气球下
面系着一个重物,当气球上升到下面的重物离地面217
m 时,系重物的绳子断了,不计空气阻力,问从此时起,
重物经过多长时间落到地面?重物着地时的速度多
大?(g取10 ms
2
)








[针对训练]
1.甲、乙两车在平直公路上比赛,某一时刻,乙车在
甲车前方L
1
=11 m处,乙车速度v

=60 ms,甲车速
度v

=50 ms,此时乙车离终点线尚有L
2
=600 m,如
图所示。若甲车加速运动,加速度a=2 ms
2
,乙车速
度不变,不计车长。求:
(1)经过多长时间甲、乙两车间距离最大,最大距离是多
少?
(2)到达终点时甲车能否超过乙车。









二、运动图像
[例2] 摩托车在平直公路上从静止开始启动,加速度
大小为a
1
=1.6 ms
2
,稍后做匀速运动,然后以大小为
a
2
=6.4 ms
2
的加速度做匀减速运动,直到停止,共历
时130 s,行程1 600 m。试求:
(1)摩托车行驶的最大速度v
max

(2)若摩托车从静 止启动,a
1
、a
2
不变,直到停止,行程


日期: 姓名:
不变,所需最短时间为多少?





[针对训练]
2.在光滑水平面上有一静止的物体,现以水平恒力甲
推这一物体,作 用一段时间后,换成相反方向的水平恒
力乙推这一物体,当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间
相 同时,物体恰好回到原处。求:
(1)恒力甲作用过程中物体的加速度a
1
与恒力乙 作用过
程中物体的加速度a
2
之比;
(2)恒力甲作用过程中物体的末速度 v
1
与恒力乙作用过
程中物体的末速度v
2
之比。

















[A级——基础小题练熟练快]
1. (2019·长沙长郡中学模拟)如图所示,直线a与四分之
一圆弧b分别表示两质点A 、B从同一地点出发,沿同
一方向做直线运动的v- t图像。当B的速度变为0时,
A恰好追上B,则A的加速度为( )

A.1 ms
2
B.2 ms
2

C.
π
2
ms
2
D.π ms
2

2.利用速度传感器与计算机结合,可以自动做出物体
的速度v随时间t的变化图像。某次实验 中获得的v-t
讲授高端的真正的物理学
4
图像如图所示,由此可以推断该物体在( )

A.t=2 s时速度的方向发生了变化
B.t=2 s时加速度的方向发生了变化
C.0~4 s内做曲线运动
D.0~4 s内的位移约为2.8 m



3.(2018·临川模拟)如图所示为A、B两质点从同一地
点运动的x-t(位移—时间)图像,关 于A、B两质点在前
8 s内的运动,下列说法正确的是( )

A.A质点做匀加速直线运动
B.A、B两质点始终沿同一方向运动
C.B质点前4 s做减速运动,后4 s做加速运动
D.B质点先沿负方向做直线运动,后沿正方向做直线
运动
4.如图所示为甲、乙两物体从同一地点沿同一方向开
始做直线运动的v-t图像。图中t1
1

2
t
2
,则在0~t
2
的运< br>动过程中,下列说法正确的是( )

A.在t
1
时刻,甲的位移是乙的位移的1.5倍
B.甲的加速度大小是乙的加速度大小的1.5倍
C.在t
2
时刻,甲与乙相遇
D.在到达t
2
时刻之前,乙一直在甲的前面
5.(2019·焦作模拟) 如图,直线a和曲线b分别是在平
行的平直公路上行驶的汽车a和b的v-t图线,在t
1
刻两车刚好在同一位置(并排行驶),在t
1
到t
3
这段时间
内( )


日期: 姓名:
A.在t
2
时刻,两车相距最远
B.在t
3
时刻,两车相距最远
C.a车加速度均匀增大
D.b车加速度先增大后减小




[B级——保分题目练通抓牢]
6.某公司为了测试摩托车的性能,让两驾驶员分别驾
驶摩托车在一平直路面上行驶,利用速度传感器测出摩
托车A、B的速度随时间变化的规律并描绘在计 算机中,
如图所示,发现两摩托车在t=25 s时同时到达目的地。
则下列叙述正确的是( )

A.摩托车B的加速度为摩托车A的4倍
B.两辆摩托车从同一地点出发,且摩托车B晚出发10
s
C.在0~25 s时间内,两辆摩托车间的最远距离为180
m
D.在0~25 s时间内,两辆摩托车间的最远距离为400
m
7.(2019·福州检测)如图所示是一 做匀变速直线运动的
质点的位移—时间图像(x-t图像),P(t
1
,x
1
)为图像上一
点。PQ为过P点的切线,与x轴交于点Q。则下列说
法正确的是( )

A.t
x
1
时刻,质点的速率为
1
t
1

B.t
x
1
-x
2
1
时刻,质点的速率为
t
1

C.质点的加速度大小为
x
1
-x
2
t
1
2

D.0~t
2x
1
-x
21
时间内,质点的平均速度大小为
t
1

8.(多选)假设高速 公路上甲、乙两车在同一车道上同向
行驶。甲车在前,乙车在后,速度均为v
0
=30 ms,距
离s
0
=100 m。t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲、乙两
车的 加速度随时间变化关系如图1、2所示。取原运动
讲授高端的真正的物理学
5
方向为正方向。下面说法正确的是( )

A.t=3 s时两车相距最近
B.0~9 s内两车位移之差为45 m
C.t=6 s时两车距离最近为10 m
D.两车在0~9 s内会相撞
9.斜面长度为4 m,一个尺寸可以忽略不计的滑块以不同的初速度v
0
从斜面顶端沿斜面下滑时,其下滑距离
x与初速度二次方v0
2
的关系图像(即x-v
0
2
图像)如图所
示。
(1)求滑块下滑的加速度大小;
(2)若滑块下滑的初速度为5.0 ms,则滑块沿斜面下滑
的时间为多长?







10.(2019·苏州调研)A、B两辆汽车在笔直的公路上同
向行驶,当B车在A车前84 m处时,B车速度为4 ms,
且正以2 ms
2
的加速度做匀加速运动;经过一段时 间后,
B车加速度突然变为零,A车一直以20 ms的速度做匀
速运动。经过12 s后两车相遇。问B车加速行驶的时间
是多少?









[C级——难度题目适情选做]
11.如图所示 ,在公路的十字路口,红灯拦停了一车队,
拦停的汽车排成笔直的一列,第一辆汽车的前端刚好与
路口停止线相齐,汽车长均为l=4.0 m,前面汽车尾部


讲授高端的真正的物理学
6
日期: 姓名:
与相邻汽车的前端距离均为d
1
=1.0 m。为了安全,前
面汽车尾部与相邻汽车的前端距离至少为d
2
=5.0 m才
能开动,若汽车都以a=2 ms
2
的加速度做匀加速直线
运动。绿灯亮起瞬间,第一辆汽车立即开动,求:
(1)第六辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v;
(2)从绿灯刚亮起到第六辆汽车前端与停止线相齐所需
最短时间t。




基础:一(×)(√)(√)(×)(√)(√)(√)
二 1BD 2BC 3B
考点一
例1 CD 例2B 例3C 例4C
1D 2B 3B 4D

考点二
典例 [答案] (1)16 m (2)8 s
[延伸思考]
提示:(1)这个结果不合理,因为汽车B运动的时间最
v
B
长为t==5 s<7 s,说明汽车A追上B时汽车B已停
a
止运动。
1
(2)可由位移 关系式:v
B
t-at
2
=x
0
+v
A
t ,解得t
1
=(3-
2
2)s,t
2
=(3+2)s。

1D 2BD 3答案:v
0
<6as


例1 [答案] 7 s 66 ms
针对训练1 答案:(1)5 s 36 m (2)不能
例2[答案] (1)12.8 ms (2)50 s
针对训练2 答案:(1)1∶3 (2)1∶2


1C 2A 3C 4C 5B 6D 7B 8BC
9答案:(1)2 ms
2
(2)1 s
10答案:6 s
11答案:(1)10 ms (2)15.0 s







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