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微专题3 追及相遇问题
1.(多选)一辆汽车正以v1=10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,发现正前方有一辆自行车以v2=4 m/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a=0.6 m/s2的匀减速运动,汽车恰好没有碰上自行车,则( )
A.关闭油门时,汽车从开始减速到恰好没有碰上自行车所用时间为10 s
B.关闭油门时,汽车从开始减速到恰好没有碰上自行车所用时间为 s
C.关闭油门时,汽车与自行车的距离为30 m
D.关闭油门时,汽车与自行车的距离为 m
AC 解析:撞不上的临界条件为速度相等时恰好追上,则有v1-at=v2,代入数据解得t=10 s,选项A正确,B错误;设汽车的位移为x1,自行车位移为x2,则由位移关系有x1=x2+x,即 t=x+v2t,代入数据解得x=30 m,选项C正确,D错误.
2. (2021·山西晋城模拟)如图所示为A、B两物体从同一点出发的位移—时间图像,则下列说法正确的是( )
A.0~2 s内A、B两物体的运动方向都发生了改变
B.1.5 s末A、B两物体的速度相同
C.0~1.5 s的时间内,A的平均速度等于B的平均速度
D.0~2 s内A、B两物体之间的最大距离为3 m
C 解析:由于位移—时间图像的斜率表示该时刻的速度,由图可知,0~2 s内A、B两物体的速度(斜率)没有负值,即运动方向没有发生改变,A错误;1.5 s末A、B两物体的位置坐标相同,说明两物体相遇,而不是速度相同,B错误;由图可知,0~1.5 s的时间内,两物体的位移相等,所用时间也相等,所以平均速度相等,C正确;从xt图像看出,两个物体1 s末(或2 s末)纵坐标读数之差最大,两物体相距最远,且最大距离为Δx=3 m-1 m=2 m,或Δx=5 m-3 m=2 m,D错误.
3. (2021·江淮十校联考)甲、乙两车同时同地出发,在同一平直公路上行驶.其中甲车做匀速直线运动,乙车由静止开始做匀加速直线运动,两车运动的xt图像如图所示.则乙车追上甲车前,两车间的最大距离为( )
A.15 m B.20 m
C.25 m D.50 m
C 解析:由题知,v甲= m/s=20 m/s,100 m= a(5 s)2,可知5 s末乙车速度v乙=at=40 m/s;将xt图像转化为vt图像如图所示:
vt图像与t轴围成的图形面积表示位移,可知t=2.5 s时,甲、乙速度相等,此时相距最远,所以最大距离是阴影部分的面积,即25 m,故C正确.
4. (2021·山东烟台期末)甲、乙两辆汽车在平直的高速公路上行驶,某时刻两车正好并排行驶,从该时刻起两车的速度—时间图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.t0时刻两车相遇
B.0到t1时间内,甲、乙两车的加速度大小均逐渐减小且方向相同
C.0到t0时间内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度
D.t1时刻甲、乙两车一定再次相遇,之后甲车将一直在乙车前方
C 解析:根据速度—时间图线与时间轴所围的“面积”表示位移可知,0~t0时间内乙车的位移比甲车大,则t0时刻两车没有相遇,故A错误;0~t1时间内,甲、乙两车图线斜率均逐渐减小,则它们的加速度大小均逐渐减小,甲图线切线的斜率为正,乙图线切线的斜率为负,则甲、乙两车加速度方向相反,故B错误;0~t0时间内甲车的位移比乙车的小,则甲车的平均速度小于乙车的平均速度,故C正确;0~t1时间内,甲车的位移比乙车的大,则甲、乙两车在t1时刻之前的某一时刻相遇,t1时刻之后甲车的速度比乙车大,则甲车将一直在乙车前方,故D错误.
5. (2021·北大附中一模)A、B两辆小轿车(均视为质点)在平直公路上行驶,其速度-时间图像如图所示.若在t=0时刻,A车在前,B车在后,两车间的距离为12 m,则从t=0开始,A、B两车相遇的次数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
C 解析:由图知,两车均做匀加速直线运动,A车的加速度大小为a1= m/s2=4 m/s2,从t=0时刻起,时间t内的位移大小为x1=a1t2=2t2,B车的加速度大小为a2= m/s2=2 m/s2,从t=0时刻起,时间t内的位移大小为x2=v0t+a2t2=8t+t2,t时刻两车间的距离为x=x1+x0-x2=t2+8t+12,若两车相遇,则有x=0,解得t=2 s或t=6 s,说明两车相遇两次,故C正确.
6.(2021·安徽多校联考)具有我国自主知识产权的“歼10”飞机的横空出世,说明了我国航空事业的飞速发展,而航空事业的发展又离不开风洞试验,其简化模型如图a所示.在光滑的水平轨道上停放相距x0=8 m的甲、乙两车,其中乙车是风力驱动车.弹射装置使甲车获得=30 m/s的瞬时速度,向乙车运动的