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题型训练1.5 追击相遇专题
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运动图像解决追击相遇问题
①x-t图像解决追击相遇问题
1.甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动,前1小时内的位移一时间图像如图所示.下列表述正确的是 ( )
A.0.2~0.5小时内,甲的速度比乙的大
B.0.2~0.5小时内,甲的加速度比乙的大
C.0.6~0.8小时内,甲的位移比乙的小
D.0.8小时内,甲、乙骑行的路程相等
2.(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,下列位移一时间(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 ( )
❷v-t图像解决追击相遇问题
3.(2018·新课标Ⅱ·19)(多选)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度一时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示.已知两车在t₂时刻并排行0驶.下列说法正确的是( )
A.两车在t₁时刻也并排行驶
B.在t₁时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
4.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v-t图中(如图),直线a、b分别描述了甲乙两车在0~20s的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是( )
A.在0~10s内两车逐渐靠近
B.在10~20s内两车逐渐远离
C.在5~15s内两车的位移相等
D.在t=10s时两车在公路上相遇
5.a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度
B.20s时,a、b两物体相距最远
C.60s时,物体a在物体b的前方
D.40s时,a、b两物体速度相等,相距200m
6.(多选)t=0时,甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶,它们的v-t图像如图所示.忽略汽车掉头所需时间.下列对汽车运动状况的描述正确的是 ( )
A.在第1小时末,乙车改变运动方向
B.在第2小时末,甲乙两车相距10km
C.在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大
D.在第4小时末,甲乙两车相遇
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7.甲乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的v-t图像如图所示.两图像在t=t₁时相交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S.在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d.已知此后两车相遇两次,且第一次相遇的时刻为t',则下面四组t'和d的组合可能是 ( )
8.(多选)甲乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图像如图所示,图中△OPQ和△OQT的面积分别为s₁和 初始时,甲车在乙车前方s。处. ( )
A.若 两车不会相遇
B.若 ,两车相遇2次
C.若 ,两车相遇1次
D.若s。 ,两车相遇1次
9.(多选)赛龙舟是端午节的传统活动.下列v-t和s-t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有 ( )
运动场景转化成运动图像
10.杂技运动员在训练时的照片如图所示,有一小球自由落下,落到水平桌面后反弹,如此数次落下和反弹.若规定竖直向下为正方向,碰撞时间不计,空气阻力不计,则下列v-t图像中正确的是 ( )
11.两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为v₀,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车.已知前车在刹车过程中所行的距离为s.若要保证两辆车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为 ( )
A. s B.2s C.3s D.4s
12.A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶.当B车在A车前84m处时,B车速度为4m/s,且正以2m/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20m/s的速度做匀速运动.经过12s后两车相遇.问B车加速行驶的时间是多少?
13.甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变.在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半.求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比.
题型训练1.5
1. A【解析】在s-t图像中,倾斜直线表示质点做匀速直线运动,在0.2~0.5h内,甲、乙二人均做匀速直线运动,加速度均为零,故B错误;在s-t图像中,图像的斜率代表质点运动的速度,在0.2~0.5h内,甲所对应图像的斜率大于乙所对应图像的斜率,即甲的速度比乙的速度大,故A正确;运动的末速度大小为v,故加速阶段的加速度大小为 减速阶段的加速度大小为 可知 故速度变化率大小之比为1:2,故AD错误;由匀变速直线运动的平均速度推论得,匀加速和匀减速阶段的平均速度大”小均为 即平均速度大小之比为10:1,故B错误;由x=vt得,加速阶段和减速阶段的位移大小之比为2:1,综上答案为C.
19. BC【解析】设加速的加速度大小为a₁,加速时间为t₁,减速的加速度大小为a₂,减速时间为t₂,下滑的最大速度为 vmax,由运动学公式得 =a₂t₂,|由 得 即 故B正确;设运动的总时间为t,运动过程的速度-时间图像如图所示,图像与横轴围成的面积表示位移,故 解得 故A错误;加速过程中有 =ma₁,减速过程中有. 又联立解得 a₁ 故代入解得 故C正确;加速过程与减速过程的平均速度相等,故其位移x₁ ,故D错误.综上答案为BC.
20.2.4s,7.2m.
【解析】设武警战士加速下滑的距离为h₁,减速下滑的距离为 ,加速阶段的末速度等于减速阶段的初速度为vmax,由题意可得其v-t图像如图所示,结合匀变速运动的规律得
联立解得
武警战士的最大速度为
加速时间为
减速时间为
下滑的最短时间
综上所述,武警战士下滑的最短时间为2.4s,加速下滑的距离为7.2m.
追击相遇专题
在0.6~0.8h内,甲的位移为-5km,乙的位移为-3km,即甲的位移比乙大,故C错误;在0.8h内,甲的路程为15km,乙的路程为11km,即0.8h内甲的路程比乙大,故D错误.综上答案为A.
2. BC【解析】t=0时刻,甲、乙经过路边的同一路标,对于A选项,甲、乙两人在t₀时刻之前的位移没有再次相等的时刻,即两人在t₀时刻之前不能再次相遇,故A错误;对于B选项,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,故B正确;对于C选项,因v-t图像与时间轴所围图形的面积等于位移,甲、乙在t₀时刻之前,v-t图像与时间轴所围图形的面积有相等的时刻,即两人能再次相遇,故C正确;对于D选项,由图像可知甲、乙在t₀时刻之前,甲的位移始终大于乙的位移,因此两人不能相遇,故D错误.综上答案为BC.
3. BD【解析】已知在t₂时刻,甲、乙两车并排行驶,由v-t图像与时间轴围成图形的面积表示位移可知,在t₁~t₂时间内,甲的位移大于乙的位移,故在t₁时刻,甲车在乙车的后方,故A错误B正确;v-t图像的斜率表示物体运动的加速度大小,由图像可知,甲、乙两车的加速度大小均先减小后增大,故C错误D正确.综上答案为BD.
4. C【解析】由图像可知,甲做匀速运动的速度为v=5m/s,乙做匀减速直线运动的初速度为v₀=10m/s,0~10s, vz>vp,乙在前,因此甲乙间的距离在增大,故A错误;10~20s,vz<v甲,乙在前,因此二者间的距离在减小,故B错误;5~15s内,甲、乙图像与t轴所围的面积相等,故两车的位移相等,故C正确. t=10s时,两车相距最远,故D错误.综上答案为C.
5. C【解析】v-t图像中,图像的斜率表示加速度,故A错误;40秒之前,物体a在物体b的前方,且a的速度大于物体b的速度,故40秒时,当a、b两物体速度相等时二者相距最远,相距500m,故B错误D错误;图像和时间轴所夹的面积表示位移,前60秒,a物体的位移大于b物体,因此60秒时,物体a在物体b的前方,故C正确.综上答案为C.
6. BC【解析】速度的正负表示汽车行驶的方向,从图上可以看出第2h末乙汽车改变运动方向,故A错误;第2h末两车相距为 故B正确;在前4h内,甲车的加速度大小为115km·h⁻²,乙车的加速度大小为30km·h⁻²,因此前4h内乙车的加速度总是比甲车的加速度大,故C正确;v-t图像和时间轴所夹面积表示位移,因此前4h内,两车的位移大小分别为120km和30km,两车的位移差为90km,大于70km,因此在第4h末二者没有相遇,故D错误.综上答案为BC.
7. D【解析】由于题目要求两车相遇两次,故由题意知第一次一定是在t₁时刻之前,甲追上乙;并且只有在乙的速度大于甲的速度时才有可能反超甲,即第二次一定是在t₁时刻之后;如果 的话 这段时间内甲的位移 乙的位移 即甲乙在零时刻的间距 第二次相遇在 t₁.综上答案为D.
8. ABC【解析】甲乙两车做同向运动,从图像上可以看出,甲的加速度比乙的大,两车速度相等时的位置关系决定两车是否会相遇、是相遇两次还是一次;当速度相等时, 即 两车会相遇两次,故B正确;同理分析,若 两车相遇一次,故C正确;若 两车不会相遇,当然. 时也就不会相遇,故A正确;由于s₂>s₁,因此 时,两车不会相遇,故D错误.综上答案为ABC.
9. BD【解析】龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐,即意味着龙舟甲与其他龙舟在相同的时刻位移大小相等,v-t图像中,图像与时间轴围成图形的面积表示位移,在选项A、B中,只有选项B中图像与时间轴围成图形的面积有相等的时刻,故A错误B正确;s-t图像中,两图像的交点表示相遇,即表示龙舟甲与其他龙舟船头并齐,故C错误D正确.综上答案为BD.
10. B【解析】小球先向下做自由落体运动,碰到桌面反弹起来,所以速度先是正值,后变为负值,且小球在弹起来时速度改变方向,大小变化很小,根据以上判断,可以排除ACD.综上答案为B.
11. B【解析】前车在刹车过程中所行的距离为s,因是匀减速运动,故 在这段时间内,后车匀速运动,运动的距离为 ,然后后车刹车,后车在刹车过程中所行的距离也为s,到达前车所停的位置,所以两车在匀速行驶时保持的距离至少应为2s,综上答案为B.也可用图像法解,v-t图像如图所示.前车在刹车过程中所行的距离为三角形Otv ₀的“面积”,大小为s,则后车在刹车过程中所行的距离为三角形t2tA的“面积”,大小也为s,在前车刹车过程中,后车所行的距离为四边形角形OtAv₀的“面积”,大小为2s,所以两车在匀速行驶时保持的距离至少应为2s,综上答案为B.
12.6s.
【解析】B车先做匀加速直线运动,在加速度变为零后,开始做匀速直线运动.设B车加速时的加速度为a,加速行驶时间为t,匀速时的速度为v'B,两车在t₀时相遇,x₀为初始时B车在A车前方的距离,sA、sB分别为A、B两车相遇前行驶的位移.由运动学公式得
联立化简得
解得
由于t₂大于12s,故不符合题意,舍去,
因此,B车加速行驶的时间为6s.
13.
【解析】设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻t₀)的速度为v,第一段时间间隔内行驶的路程为s₁,加速度为a;在第二段时间间隔内行驶的路程为s₂,由运动学公式得
设汽车乙在时刻t₀的速度为v',在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为 同样有
设甲、乙两车行驶的总路程分别为s和s',则有
联立以上各式解得甲、乙两车各自行驶的总路程之比为
【一题多解】作图法.
由题意作出两辆汽车的v-t图像如图,则有 同 理 得
联立解得
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