内容正文:
第5讲 微专题——追及、相遇问题(综合融通课)
思维建模
1.两个分析技巧
临界条件
一个临界条件:速度相等。它往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断问题的切入点
等量关系
两个等量关系:时间等量关系和位移等量关系。通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口
2.两类追及情境
(1)速度小者追速度大者:当二者速度相等时,二者距离最大。
(2)速度大者追速度小者(避碰问题):二者速度相等是判断是否追上的临界条件,若此时追不上,二者之间距离有最小值。
物体B追赶物体A:开始时,两个物体相距x0,当vB=vA时,若xB>xA+x0,则能追上;若xB=xA+x0,则恰好追上;若xB<xA+x0,则不能追上。
注意:若被追赶的物体做匀减速直线运动,一定要注意判断被追上前该物体是否已经停止运动。
3.三种分析方法
分析法
抓住“两物体能否同时到达空间同一位置”这一关键,认真审题,挖掘题目中的隐含条件,建立物体运动关系的情境图,对临界状态分析求解
函数法
设运动时间为t,根据条件列方程,得到关于二者之间的距离Δx与时间t的二次函数关系,Δx=0时,表示两者相遇。
①若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;
②若Δ=0,一个解,说明刚好追上或相遇;
③若Δ<0,无解,说明追不上或不能相遇。
当t=-时,函数有极值,代表两者距离的最大或最小值
图像法
在同一坐标系中画出两物体的运动图像。位移—时间图像的交点表示相遇,分析速度—时间图像时,应抓住速度相等时的“面积”关系找位移关系
典题例析
[典例] 在同一水平直轨道上有A和B两列无人驾驶货运车厢相距x,A车在后面做初速度为v0、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0、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v0满足的条件。
应用体验
1.汽车A以vA=4 m/s的速度向右做匀速直线运动,发现前方相距x0=7 m处、以vB=10 m/s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 m/s2。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。
|升|维|训|练|
(1)在上述第1题中,若某同学应用关系式vBt-at2+x0=vAt,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vA=4 m/s的速度向左匀速运动,其后方在同一车道相距x0=7 m处、以vB=10 m/s的初速度同方向运动的汽车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 m/s2,则B车能否追上A车?
2.如图所示为某城市十字路口道路示意图,道路为双向四车道,每个车道宽度为2.4 m。一自行车从道路左侧车道线沿停车线向右匀速行驶,速率为14.4 km/h,同时一辆汽车在最右侧车道正中间行驶,速率为54 km/h,汽车前端距离停车线20 m。已知汽车的宽度与自行车的长度均为1.8 m,汽车的车身长4.8 m。汽车司机为避免与自行车相撞马上采取刹车制动,最大制动加速度大小为5 m/s2。
(1)求汽车的最短刹车距离xm;
(2)请通过计算判断当汽车以最大加速度刹车时,是否能够避免相撞。
课下请完成课时跟踪检测(五)
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