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专题二、追击和相遇问题
问题分析
追及和相遇透视一般涉及两个物体,所研究的问题一般也是指两个物体在同一直线上运动的时间、速度和位移之间的关系.这个透视包括两方面,一方面是追及问题,另一方面是相遇问题,都是高考考查的重点和考生复习备考的难点.追及和相遇透视的实质是两物体能否在同一时刻到达相同的空间位置的问题.
1.追及问题
在同一直线上运动的两个物体,一个在前,一个在后,两者的速度不同,产生了后一个物体追赶前一个物体的情况,这就是所谓的追及问题.追上的主要条件是两物体在追赶过程中同时到达同一位置.
2.相遇问题
相遇问题可以分为两种情况:一种是两物体同向运动的追及相遇,另一种是两物体相向运动的相遇.后一种情况中,两物体相遇时,各自位移大小之和等于开始时两物体间的距离,在解题时,一定要注意两物体相遇的时间小于运动的总时间.
3.追及和相遇问题的特点
(1)若物体做初速度为零的匀加速直线运动,物体做匀速直线运动,当追赶时,一定能追上;在追赶过程中,当时,两物体相距最远.
(2)若物体做匀速直线运动,物体做匀加速直线运动,物体追赶物体,当两者的速度相等时,存在着这样一种临界状态:恰好追上或恰好追不上.因此,可以通过比较两物体在同一位置的速度大小来判断是否能追上.在同一位置时,当时,能够追上;当时,不能追上,在这种情况下,两物体的速度相等时,两者的距离最小.
(3)若物体做匀减速直线运动,物体做匀速直线运动,物体追赶物体,开始时两者相距.当两物体的速度相等时,需要通过判断这段时间内各自的位移大小来判断相遇的次数.如果物体的位移等于的位移加上,那么两物体只能相遇一次;如果物体的位移小于的位移加上,那么不能追上;如果物体的位移大于的位移加上,那么两物体能相遇两次.
(4)同样地,可以分析其他的运动情况,需要注意的是:如果被追赶的物体是做匀减速运动的,那么在分析问题时要判断在被迫上前该物体是否已经停止运动.
(5)天体运动中的追及和相遇问题是指两个或两个以上在不同轨道上运行的天体的共线问题,与直线运动中的追及和相遇问题有区别.天体的追及和相遇不可能在同一轨道上追及和相遇,因为当天体速度变大或变小时,对应的运行轨道会发生相应的变化.分析天体运动的追及和相遇问题的关键是对角度、角速度和时间等关系的判断.
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