内容正文:
层级Ⅱ 强化“科学思维”·强调应用建模·综合考法“精细研”
微专题
Ⅱ-1
力学中的追及相遇模型
01
02
03
目
录
模型(一) 运动图像模型
模型(二) 交通实际模型
模型(三) 抛体运动模型
04
模型(四) 天体运动模型
3
01
模型(一) 运动图像模型
[典例示法]
[典例] (多选)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,t=0时经过路边的同一路标,下列位移—时间(x-t)图像和速度—时间(v-t)图像对应的运动中,甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是( )
[解题关键点]
切入点 两人相遇时,一定是在同一时刻来到同一位置
隐藏点 (1)v-t图像与t轴所围成的面积表示位移
(2)两人速度相等时,常是相距最近或最远的时刻
易错点 v-t图像交点表示速度相同,而x-t图像的交点表示物体相遇
[解析] 题图A中,甲、乙在t0时刻之前位移没有相等,即两人在t0时刻之前不能相遇,A错误;题图B中,甲、乙在t0时刻之前图像有交点,即此时位移相等,即两人在t0时刻之前能再次相遇,B正确;因v-t图像的面积等于位移,题图C中甲、乙在t0时刻之前有位移相等的时刻,即两人能再次相遇,题图D中在t0时刻之前甲、乙之间的距离一直增大,则两人不能相遇,故C正确,D错误。
[答案] BC
[思维建模]
运动图像模型问题的常见解法
(1)识图像——在解决此类问题时,首先要对给出的运动图像的类型进行识别,识别时要特别注意图像的截距、交点、拐点、面积、斜率等所表示的物理意义。
(2)画草图——根据图像所反映的物体的运动情况,画出物体的运动草图。
(3)找关系——根据运动草图反映的物理过程,找出物体运动的三个关系:①时间关系;②位移关系;③速度关系。
(4)列方程——根据找出的三个关系,列出物体的运动学方程,求出结果并对结果的合理性进行讨论。
[应用体验]
题点1 x-t图像中的追及相遇问题
1.(2023·眉山高三调研) 甲、乙两车由同一地点沿同一方向做直线运动,如图为两车的位移—时间图像(x-t图像),甲车在0时刻的速度与乙车在t2~t3时间内的速度相等,甲车在t1时刻的速度与乙车在0~t2时间内的速度相等,则下列说法正确的是( )
A.t3时刻,甲车在乙车的前面
B.0~t3时间内,t1时刻两车相距最远
C.0~t3时间内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
D.0~t2时间内,甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度
答案:B
解析:t3时刻,两车位移相等,则甲车和乙车并列而行,选项A错误;0~t1时间内甲车的速度大于乙车,t1时刻两车速度相等,以后甲车速度小于乙车,则t1时刻两车相距最远,选项B正确;0~t3时间内,两车的位移相等,则甲车的平均速度等于乙车的平均速度,选项C错误;0~t1时间内,甲车的瞬时速度大于乙车的瞬时速度,t1~t2时间内,甲车的瞬时速度小于乙车的瞬时速度,选项D错误。
题点2 v-t图像中的追及相遇问题
2.(2023·福建龙岩质检)歼-20是我国自主研制的新一代隐身战斗机,在某次模拟演习中,歼-20巡航时发现前方4 km处有一敌机正在匀速飞行,歼-20立即加速追击,在追击的过程中两飞机的v-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.t=14 s时,歼-20追上敌机
B.0~14 s时间内,歼-20与敌机的距离先减小后增大
C.在追上敌机前,歼-20与敌机的最大距离为4.9 km
D.在追击的过程中,歼-20的最大速度为700 m/s
答案:C
A.猎豹加速到25 m/s后运动250 m所用的时间为13 s
B.若猎物的速度为10 m/s,猎豹发现猎物时,猎豹立马加速追击猎物,若猎豹达到最大速度时,猎豹与猎物之间的距离大于120 m,则猎豹一定不能追到猎物
C.猎豹从静止加速到25 m/s所用的时间为2 s
D.猎豹加速到25 m/s后先做匀速直线运动后做匀减速直线运动
答案:A
物的位移为x2=9.75×10 m=97.5 m即若猎豹达到最大速度时,猎豹与猎物之间的距离大于Δx=225 m-97.5 m=127.5 m时猎豹一定追不上猎物,而若猎豹达到最大速度时,猎豹与猎物之间的距离大于120 m小于127.5 m,则猎豹能追到猎物,故B错误;因为不知道猎豹加速过程是不是匀变速直线运动,则加速时间无法计算,故C错误;猎豹加速到25 m/s后,在0到200 m范围内做匀速直线运动,后面做加速度变化的减速运动,故D错误。
02
模型(二) 交通实际模型
交通实际模型是以交通运动的真实情境为背景,解决交通运动中的追及相遇及避碰问题,在高考中常以选择题或计算题的形式出现。
[典例示法]
[典例] 交通路口是交通事故的多发地,驾驶员到交通路口时应格外小心。现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向