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高中物理专题:匀变速直线运动的研究-追及相遇问题

高中物理专题:匀变速直线运动的研究-追及相遇问题
追及相遇问题分析方法
1、 相遇问题
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。

具体分析方法如下:
(1) 列出两物体运动的位移方程,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) 与追及中的解题方法相同。

例题1:
甲乙两物体相距S ,同时同向沿同一直线运动,甲在前面做初速度为零,加速度为a 1的匀加速直线运动,乙在后面做初速度为V 0,加速度为a 2的匀加速直线运动,则( )
A.若a 1=a 2,则两物体可能相遇一次
B.若a 1>a 2,则两物体可能相遇两次
C.若a 1<a 2,则两物体可能相遇两次
D.若a 1>a 2,则两物体也可能相遇一次或不相遇
例题2:
甲、乙辆汽车沿同一平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为16m/s.已知甲在紧急刹车时加速度a 1=3m/s 2,乙车紧急刹车时加速度a 2=4 m/s 2,乙车司机的反应时间
为0.5s ,求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙行驶过程中至少应保持多大距离.
2、追及问题的图像关系
①匀加速追匀速
能追上且只能相遇一次;交点意义:速度相等,两物体相距最远)
②匀减速追匀速
当V 减=V 匀时,如果ΔS=S 0,则恰能追上,这也是避免相撞的临界条件,只能相遇一次。


ΔS <S 0,则不能追上(其中S 0为开始时两物体的距离)
交点意义:速度相等时若未追上,则距离最近.
若ΔS >S 0能相遇两次
③匀速追匀加速规律同上②
④匀速追匀减速规律同上①
⑤匀加速追匀减速规律同上①
⑥匀减速追匀加速规律同上②
例题3:
汽车正以10m/s的速度在平直的公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以4m/s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6m/s2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?
课堂练习:
1.汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~60s内汽车的加速度随时间变化的图线如右图所示。

(15分)
(1)画出汽车在0~60s内的v-t图线;
(2)求这60s内汽车行驶的路程。

2.(14分)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 m/s,且正以2 m/s2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 m/s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?
3.(10分)在平直公路上,一辆摩托车从静止出发,追赶在正前方100m处正以V
=10m

/s的速度匀速前进的卡车。

若摩托车的最大速度为Vm=20m/s,现要求摩托车在120s内追上卡车,求摩托车的加速度至少为多少?
课后练习:
1、列车以72km/h的速度行驶,司机突然发现同一平直铁路上前方500m处,一辆货车正以36km/h的速度同向行驶,为避免撞车,列车司机立即刹车,求列车刹车时的加速度的最小值。

=25m处有一个人,当车开始启动以1m/s2的加速度2、一车处于静止状态,车后相距χ

前进的同时,人以6m/s的速度匀速追车,问能否追上,若追不上,人车间最小距离是多少?
3、一辆汽车在十字路口等候红绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行使,恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来,从后面赶过汽车,试求:
(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少?(2)什么时候汽车追上自行车,此时汽车的速度是多少?。

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