内容正文:
题型01 追及与相遇问题
(
目录
第一部分 题型解码
高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译
微观解剖,精细教学
总
方法透视
典例引领
变式演练
考向01
变速物体追匀速物体
考向02
变速物体追变速物体
【重难】
考向0
3
匀速物体追变速物体
考向0
4
相遇次数问题
第三部分 综合巩固
整合应用,模拟实战
)
黑吉辽蒙高考物理中,追及相遇问题是运动学核心高频考点,近5年多以选择题+计算题出现,常结合v-t/x-t图像与实际交通/科技情境,重点考速度相等临界条件与位移方程建模,难度中等偏上,是区分度题型。题型分布: 选择题:多为v-t图像结合追及,判断相遇次数、最大/最小距离、临界条件。计算题:常以匀加速追匀速、匀减速追匀速为基础,叠加刹车停车约束、多物体/多过程,偶与传送带、板块等复合模型结合。必考点:速度相等为临界、位移关系方程、二次方程解的物理意义(时间合理性、相遇次数)。高频关联:v-t图像面积求位移、匀变速公式应用、实际情境建模。
追及相遇问题
1. 问题本质与常用分析方法
追及、相遇问题的核心是分析两个物体能否在同一时间到达同一空间位置。
常见情景与临界条件:
(1) 甲追上乙:初始相距x0 ,追上时满足x甲−x乙=x0,且此时 v甲≥v乙(避免刚追上又被反超);
(2) 甲恰好追上(不相撞)乙:初始相距x0 ,追上时满足x甲−x乙=x0,且此时 v甲=v乙(此为恰好不相撞的临界条件)。
常用分析方法:
方法
核心思想与适用点
物理分析法
抓住“两物体能否同时到达同一位置”这一关键,审清题意,构建清晰运动图景。最基础、最常用。
相对运动法
以其中一个物体为参考系,将问题转化为另一个物体在该参考系中的单物体运动(如匀速或匀变速)问题。可使问题简化。
判别式法
设相遇时间为t,根据位移关系列关于t 的一元二次方程。通过判别式Δ判断相遇情况:Δ>0,两解,相遇两次;Δ=0,一解,相遇一次(恰好追上);Δ<0,无解,不相遇。
图像法
在同一坐标系中画出两物体的 v-t 图像或 x-t 图像。交点、面积差、截距等直观反映了相遇、追及情况和位移关系。
2. 通用解题思路与步骤 (“一图三式”)
解决追及相遇问题,应紧扣以下思路,并建立完整的分析框架:
(
分析两物体的运动过程,画运动示意图
由示意图找两物体的位移关系
根据物体运动性质列(含有时间的)位移方程
)
步骤要点说明:
(1) 示意图:是解题的基础,直观反映过程。
(2) 时间关系:多数情况是同时出发(t甲=t乙),对于非同时出发的,需要梳理出各自运动时间的关系。
(3) 位移关系:是列方程的核心。
同向追及:x甲=x乙+x0(x0为初始间距);相向相遇:x甲+x乙=x0
(4)速度关系:往往是临界条件(如恰好追上时,v甲=v乙)或限制条件。
3. 临界、极值与注意事项
(1).追及问题中的临界条件
速度相等 (v甲=v乙) 是能否追上及两者距离取极值的临界点。
速度小者追速度大者:当v甲=v乙时,两者间有最大距离。
速度大者追速度小者:
若此时已超越(x甲>x乙+x0),则能追上,可能相遇两次。
若此时恰好未超越(x甲=x乙+x0),则恰好追上(不相撞)。
若此时仍未追上(x甲<x乙+x0),,则永远追不上,此时有最小距离。
4. 核心注意事项
抓住“一个条件,两个关系”:
一个条件:速度相等的临界条件。
两个关系:时间关系和位移关系。
注意被追物体的运动状态:若被追物体做匀减速运动(如刹车),必须先判断它在被追过程中是否已停止,避免出现“已停止的物体又反向运动”的错误。
挖掘关键词:审题时注意“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等词语,它们通常对应一个具体的临界状态和需要满足的临界方程(通常是速度关系方程)。
考向01 变速物体追匀速物体
【例1-1】(2025·辽宁朝阳·模拟预测)甲车以10m/s匀速行驶,经过乙车时,乙车司机反应了0.6s,才开始从静止以2m/s2匀加速追赶。两车运动为同一方向的直线运动,乙车追上甲车前,两车最大距离是多少?乙车启动后需多久追上甲车?
【答案】31m,
【详解】乙车开始启动时,甲、乙两车的距离为
乙车追上甲车前,当乙车速度等于甲车速度时,两车距离最大,则有
解得
从乙车开始启动到两车速度相等,发生的相对位移为
则两车最大距离为
设从乙车开始启动经过时间乙车追上甲车,则有
代入数据可得
解得或(舍去)
【例1-2】(2025·辽宁·一模)清晨,一对父女沿平直公路晨跑,父女俩均以2m/s的速度匀速运动,女儿在父亲前面8m处,父亲带着的手机播放音乐,女儿用蓝牙耳机收听;某时刻女儿开始以的加速度匀加速奔跑,速度达到6m/s后继续匀速运动。若蓝牙耳机连接信号的最大距离为200m,则女儿开始加速运动多长时间后不能收听到音乐( )
A.25s B.44s C.48s D.50s
【答案】D
【详解】当两者间距达到200m后,不能收听到音乐,则
根据
解得
故选D
【变式1-1】(2025·辽宁·模拟预测)某玩具车生产厂家为了测试玩具车的性能,进行了如下的测试。现使两玩具车沿平直的公路行驶,时刻两玩具车刚好并排,此时玩具车甲开始运动,利用计算机描绘了两玩具车的的关系图像。下列说法正确的是( )
A.时两玩具车共速
B.玩具车甲的加速度大小为
C.时两玩具车第二次并排行驶
D.0~2 s的时间内,玩具车乙的位移等于玩具车甲的2倍
【答案】C
【详解】B.根据匀变速直线运动公式得
结合图像可知玩具车甲做匀变速直线运动,初速度为0,图线斜率
由图像得
所以玩具车甲的加速度
玩具车乙做速度的匀速直线运动,B错误;
A.时玩具车甲的速度为
而玩具车乙的速度为故A错误;
CD.0~2 s时间内两玩具车的平均速度相等,则该时间内两玩具车的位移相等,因此时两玩具车第二次并排行驶,C正确,D错误。
故选C。
【变式1-2】(2025·辽宁沈阳·模拟预测)甲、乙两个质点沿同一直线运动,其中质点甲以3m/s的速度做匀速直线运动,质点乙做初速度为零的匀变速直线运动,它们的位置随时间的变化如图所示。已知t=3s时,甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是( )
A.最初的一段时间内,甲、乙的运动方向相反
B.t=3s时,乙的位置坐标为
C.时,两车相遇
D.乙经过原点的速度大小为
【答案】B
【详解】A.位移时间图像的斜率表示速度,则最初的一段时间内,甲、乙的斜率都为正方向,所以运动方向相同,故A错误;
B.质点乙做初速度为零的匀变速直线运动,t=3s时,甲、乙图线的斜率相等,所以,t=3s时乙的速度是3m/s,乙的加速度
0-3s,乙的位移
所以t=3s时,乙的位置坐标为
故B正确。
C.时甲车的位移x甲=30m,乙车的位移
因
则两车没相遇,故C错误;
D.根据v2-0=2ax
乙经过原点时的速度大小为
故D错误。
故选B。
【变式1-3】(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)某次导弹试射演习中,歼-16战斗机瞄准了前方同一直线上同方向匀速飞行的无人靶机。当两者距离时,歼-16战斗机以的对地速度发射一枚导弹,控制导弹立即沿水平方向做的匀加速直线运动,在时击中无人靶机并将其击落。
(1)求无人靶机被击中前飞行速度大小;
(2)在(1)的条件下,若无人靶机在导弹发射1s后接收到信号指令开始做匀加速直线运动逃脱,加速度为,求该过程中,导弹与无人靶机的最大距离。
【答案】(1)300m/s;(2)6260m
【详解】(1)L=6km=6000m
20s内导弹的位移为
无人靶机被击中前飞行速度大小为
(2)当导弹的速度与无人靶机的速度相等时,距离最大,设时间为t1,有
代入数据解得
导弹的位移为
无人靶机的位移为
导弹与无人靶机的最大距离为
考向02 变速物体追变速物体
【例2-1】(2025·黑龙江大庆·模拟预测)两辆汽车A、B在相邻车道以不同的速度匀速行驶,前方十字路口红灯,两车刹车过程中并排行驶时,如图甲所示,车头到前方停车线的距离均为20m,最终两车头均恰好到达停车线前。以两车并排行驶时车头所在处为位移0点并开始计时,以汽车运动方向为正方向建立x轴,汽车A的x—t图像如图乙所示,是开口向下的抛物线的一部分,汽车B的v—t图像为如图丙所示的直线,下列说法正确的是( )
A.两汽车同时到达停车线前
B.汽车A的初速度大小为8m/s
C.汽车B的加速度大小为
D.两车在运动方向上相距最远的时刻为
【答案】BCD
【详解】A.两车头均恰好到达停车线前,即到达停车线时速度均恰好减为0,令,根据图乙可知,汽车A到达停车线前经历时间为
根据图丙,由于图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移,则有
汽车B的初速度为5m/s,解得
可知,A汽车先到达停车线前,故A错误;
B.对A汽车进行分析,根据位移公式有
结合上述解得
故B正确;
C.图像斜率的绝对值表示加速度 ,根据图丙,结合上述有,故C正确;
D.汽车A的加速度
结合上述,A的初速度大于B的初速度,A的加速度大于B的加速度,可知,开始A汽车在前,两者间距逐渐增大,由于A减速得快一些,则当两者速度相等时,两车间距达到最大, 令经历时间,A、B达到相等速度,则有
解得,故D正确。
故选BCD。
【例2-2】(2025·黑龙江齐齐哈尔·一模)两款儿童玩具电动车与计算机相连,在平直道路上进行竞速比赛,时两车从同一位置同时同向运动,通过计算机得到两车的上图像如图所示(x为位移,t为时间),下列说法正确的是( )
A.a车的速度变化比b车快
B.开始运动后b车在前,后来a车在前
C.两车相遇前相距最远距离为
D.两车在运动过程中可能相遇两次
【答案】C
【详解】AB.根据匀变速运动的位移公式
整理得
在图像中是直线,由此可得,,,
因为b车的加速度大,b车的速度变化快,a车初速度大,但加速度小,故开始运动后a车在前,后来b车在前,故AB错误;
C.当两车速度相同时,两车相距最远,由
得
两车相距最远距离为
故C正确;
D.两车相遇有即
只有一解,相遇一次,故D错误。
故选C。
【变式2-1】(2025·内蒙古·二模)甲、乙两车在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动,甲车做初速度为零、加速度大小为的匀加速直线运动,乙车做初速度为、加速度大小为的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两车在运动过程中的位置速度v图象如图所示,虚线与对应的坐标轴垂直,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车在处相遇一次
B.乙车的初速度为,刹车距离为
C.前时间内,甲、乙两车的最大距离为
D.图线a表示甲车的运动,甲车的加速度为
【答案】BCD
【详解】A.相遇是指同一时刻到达同一位置,当x=6m时,设质点乙、甲先后通过x=6m处时的速度均为v,对于质点甲有
对于质点乙有
可知
说明两个质点不是同时到达x=6m处,不能相遇,故A错误;
BD.根据图象可知,a图象的速度随位移增大而增大,b图象的速度随位移增大而减小,所以图象a表示质点甲的运动,当x=0时,乙的速度为6m/s,即质点乙的初速度v0=6m/s,对质点甲v2=2a1x ①
对质点乙 ②
联立①②解得
当质点甲的速度v1=8m/s、质点乙的速度v2=2m/s时,两质点通过相同的位移均为x',对质点甲 ④
对质点乙 ⑤
联立④⑤解得 ⑥
联立③⑥解得,
所以质点甲、乙的加速度大小a1、a2分别为2m/s2和1m/s2,乙的刹车距离为
故BD正确;
C.当二者速度相等时,距离最大,即速度关系为
两者距离为
解得
故C正确。
故选BCD。
【变式2-2】(2025·内蒙古·一模)2020年全国第十四届冬季运动会在呼伦贝尔市举行。为此全市都在开展丰富多彩的冰上运动。如图所示,在游乐场的滑冰道上有甲、乙两同学坐在冰车上进行游戏。当甲从倾角为θ的光滑冰道顶端A由静止开始自由下滑时,在斜面底部B处的乙通过冰钎作用于冰面,从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速直线运动。已知甲、乙和冰车均可视为质点,甲通过斜面与水平面的交接处(B处)时,速度的方向改变、大小不变,且最终甲刚好能追上乙,则( )
A.到甲刚好追上乙时,甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定不相等
B.到甲刚好追上乙时,甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等
C.甲在斜面上的加速度一定小于乙的加速度
D.无法求出甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比
【答案】B
【详解】AB.设甲到达B的时间为t1,追上B的时间为t2,水平面都是光滑的,A到达水平面后做匀速直线运动,设甲的速度为v,则甲在水平面上的位移 ①
乙做匀加速直线运动,被甲追上时的速度也是v,乙的位移 ②
联立①②可得
可知到甲刚好追上乙时,甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等,故A错误,B正确;
C.由以上的分析可知,甲的速度达到v用的时间少,所以甲在斜面上的加速度一定大于乙的加速度,故C错误;
D.AB之间的距离
所以甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比为2,故D错误。
故选B。
考向03 匀速物体追变速物体
【例3-1】(2025·辽宁大连·一模)小明到汽车站时,车正以8m/s的速度沿平直道路匀速驶离车站,司机听到呼喊声,反应0.5s后立即以的加速度匀减速刹车。设司机听到呼喊声时,小明距离汽车8m,正以4m/s的速度匀速追赶汽车。则从司机听到呼喊声到小明追上汽车,下列说法正确的是( )
A.经过2s小明和汽车间距离最大
B.经过6s小明追上汽车
C.小明和汽车间的最大距离为14m
D.汽车的位移为20m
【答案】CD
【详解】A.当汽车与小明速度相等时,小明和汽车间距最大,则
解得
从司机听到呼喊声到小明和汽车间距离最大的时间
故A错误;
C.2.5s内汽车通过的位移
2.5s内小明通过的位移
小明和汽车间的最大距离为
故C正确;
BD.从汽车开始刹车到停止运动的时间
汽车刹车通过的位移
从司机听到呼喊声到汽车停止运动通过的位移
汽车停止运动时,小明通过的位移
由
则汽车停止运动时小明没追上汽车,汽车停止运动小明追上汽车的时间
则从司机听到呼喊声到小明追上汽车的时间
故B错误,D正确。
故选CD。
【例3-2】(2025·辽宁锦州·模拟预测)城市公共汽车的加速度为1m/s2,汽车刚启动时,一未赶上车的乘客以6m/s速度追车,当人与车尾的距离不超过5m,且维持4s以上,才能引起司机的注意,则( )
A.乘客开始追赶公共汽车时至少距离公共汽车21m才能引起司机注意
B.公共汽车在6s末距离乘客最远
C.若乘客开始追赶公共汽车时距离公共汽车小于20m,则乘客可以追上公共汽车
D.满足恰好引起司机注意的条件下,乘客可以追上公共汽车
【答案】A
【详解】A.按题意
在乘客恰好引起司机注意的条件下,可得
则x=21m
A正确;
B.由于汽车刚启动时乘客比汽车快,因此共速时乘客距离汽车最近,B错误;
CD.若t=6s时恰好追上为临界状态,此情形
即乘客能追上汽车的最小初始距离为18m,CD错误。
故选A。
【变式3-1】(2025·辽宁抚顺·一模)甲、乙两个物体沿同一直线同时出发,运动过程中的位移-时间()图像如图所示。下列有关运动叙述正确的是( )
A.乙物体始终沿同一方向运动
B.乙物体在时刻运动方向发生变化
C.时间内,甲、乙两物体间距离先变大后变小,时刻两者间距离最大
D.时间内,有一个时刻两者速率相等
【答案】B
【详解】AB.图像中斜率的大小表示速度大小,斜率的正负表示与正方向相同或者相反,由此可知,乙物体在沿负方向运动,沿正方向运动,在时刻运动方向发生变化,A错误,B正确;
C.如图所示
甲做匀减速运动,甲乙沿同一方向运动,乙在前,甲乙之间的距离越来越大,时刻乙的图线斜率与甲相同,即速度相同,此时两者之间的距离达到最大值,之后两者之间的距离越来越小,C错误;
D.图线的斜率代表速度,则斜率的大小表示速率,结合图可知,时间内,有两个时刻两者速率相等,D错误。
故选B。
【变式3-2】(2025·陕西西安·一模)甲、乙两辆汽车从平直公路上同一位置沿着同一方向做直线运动,它们的图像如图所示,则( )
A.甲、乙两车同时从静止开始出发
B.在时甲在乙前方2m处
C.在时乙车追上甲车
D.甲、乙两车在公路上能相遇两次
【答案】B
【详解】A.由图可知,乙车比甲车迟出发1s,故A错误;
B.根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移,知t=2s时,甲车的位移为x甲=×2×4m=4m,x乙=×1×4m=2m
所以甲在乙前方2m处,故B正确;
C.在0-3s内,甲车的位移x甲=×6×3m=9m
乙车的位移x乙=×2×8m=8m
所以x甲>x乙
两者又是从同一位置沿着同一方向运动的,则在t=3s时乙车未追上甲车,故C错误;
D.同理计算可得,在t=4s时乙车追上甲车,由于t=4s时刻以后,甲车比乙车的速度大,两车不可能再相遇,所以两车只能相遇一次,故D错误。
故选B。
考向04 相遇次数问题
【例4-1】(2025·内蒙古·一模)呼和浩特市某路段限速50km/h。某同学骑自行车以6m/s的速度沿直线匀速前行,发现正前方有辆公交车,其车尾距他27m,此时,公交车由静止以0.5m/s2的加速度沿直线同方向前进,从此时开始( )
A.该同学追上公交车时公交车的位移大小为18m
B.该同学追上公交车时公交车速度大小为3m/s
C.该同学在公交车车尾前面骑行的时间持续有12s
D.如果公交车一直匀加速,反超该同学时,一定超速
【答案】BC
【详解】AB.设过t时间后追上,根据位移关系
解得追上时间 ,
该同学追上公交车时,公交车速度
公交车位移
故A错误B正确;
C.根据以上分析可知,公交车车尾再次超越在18s,故该同学在公交车车尾前面骑行的时间持续有12s,故C正确;
D.过18s时,公交车车尾反超,此时公交车速度
故不会超速,故D错误。
故选BC。
【例4-2】(2025·辽宁沈阳·三模)甲、乙两辆汽车在同一直轨道上向右匀速行驶,甲车的速度v1=16m/s,乙车的速度为v2=12m/s,乙在甲前面L=6m时,两车同时开始刹车,从此时开始计时,甲车以a1=2m/s2的加速度刹车,6s后立即改做匀速运动,乙车刹车的加速度为a2=1m/s2.从两车刹车开始计时,下列关于甲车第一次追上乙车的时间t1、两车相遇的次数n、两车速度相等时的时间t2的说法正确的是( )
A.3s、3次、8s B.3s、2次、6s C.2s、3次、8s D.2s、2次、6s
【答案】C
【详解】设刹车后经过t时间两车速度相等,有:v1−a1t=v2−a2t,解得:t=4s,
6s后甲车匀速,速度v=16−2×6m/s=4m/s,再次相等有:v=v2−a2t′,解得:t′=8s;
在甲减速时,设经时间t相遇,甲和乙的位移分别为x1、x2,则有:x1=v1t−,x2=v2t−
x1-x2=L,得:t1=2s,t2=6s;
甲车减速时间恰好为6s,即在甲车减速阶段,相遇两次,
第一次t1=2s,第二次t2=6s,
此时甲车的速度为:v′1=v1−a1t2=4m/s,
乙车的速度为:v′2=v2−a2t2=6m/s,
设再经△t甲追上乙,有:v′1△t=v′2△t−,
代入数据解得:△t=4s,
此时乙仍在做减速运动,此解成立,
所以甲、乙两车第3次相遇,相遇时刻为t3=t2+△t=10s.故C正确、ABD错误;
故选C.
【变式4-1】(2025·黑龙江哈尔滨·二模)甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶,其v—t图象如图所示,下列对汽车运动状态的描述正确的是
A.在第20s 末,甲、乙两车相遇
B.若乙车在前,则可能相遇两次
C.在第10s末,甲、乙车改变运动方向
D.在第10s 末,甲、乙两车相距 150 m
【答案】B
【详解】在第20s末,甲通过的位移比乙的位移大,但由于它们初始位置关系未知,所以不能判断是否相遇,故A错误.若t=0时刻乙车在前,则两车在第20s末前,两车可能相遇一次,此后由于乙做匀加速运动,甲做匀速运动,乙可能追上甲,再相遇一次.故B正确.由图知,甲乙两车的速度一直为正,说明一直沿正方向运动,运动方向没有改变,故C错误.在第10s末,甲、乙两车的位移之差为:△x=20×10-×10×10=150m,由于出发点的位置关系未知,所以不能求出确定它们相距的距离,故D错误.
【变式4-2】(2026·黑龙江哈尔滨·调研)可视为质点的小车甲、乙在两条平行的平直轨道上朝同一方向运动,它们的运动图像如图所示。初始时刻,两车在运动方向上相距(大小未知),甲在前,乙在后,下列说法正确的是( )
A.小车甲的加速度大小为
B.时小车甲的速度等于小车乙的速度
C.若,则小车甲、乙只相遇了一次
D.若,则小车甲、乙相遇了两次
【答案】C
【详解】A.由,可得
可知小车甲的初速度
小车甲图像的斜率
加速度,故A错误;
B.由图可知小车乙做速度为的匀速直线运动,时小车乙的速度,故B错误;
C.若,小车甲、乙相遇时
即
解得,(舍去)
则小车甲、乙只相遇了一次,故C正确;
D.若,小车甲、乙相遇时
即
解得,(舍去)
则小车甲、乙只相遇了一次,故D错误。
故选C。
【变式4-3】(2026·黑龙江哈尔滨·月考)A、B两物体从同一位置向同一方向同时运动,甲图是A物体的位移时间图像,其中4s~6s是抛物线,抛物线在4s时的切线水平。乙图是B物体的速度时间图像,在0~6s这段时间内根据图像判断下列说法中正确的是( )
A.A、B两物体相遇一次
B.A、B两物体相遇两次
C.A、B两物体最远距离是25m
D.B物体的平均速度是A物体的平均速度的两倍
【答案】ACD
【详解】AB.在内,由甲图可知,A物体做匀速直线运动;由乙图可知,B物体做初速度为零的匀加速直线运动,故这段时间A在前B在后,由甲图可知,A的位移为,由乙图可得,B物体的位移为
则A与B在时相遇;之后,在内A处于静止状态,B以做匀速直线运动,位移为
在内,由甲图可知,图中的抛物线在4s时的切线水平,根据图像的斜率表示速度,可知在该时刻A的速度为零,故从时刻开始,A做初速度为零的匀加速直线运动,位移为,由乙图可知,B做匀减速直线运动,位移为
则在内A的位移为,B的位移为
可知
故在内,AB两物体只在相遇一次;之后,B在前,A在后,在时A仍没有追上B物体,故A正确,B错误;
C.由甲图可知,在内A做初速度为零的匀加速直线运动,则有
其中位移为,时间为
联立解得
由乙图可知,在内B做匀减速直线运动,初速度为,根据图像的斜率表示加速度,则有
因在时刻AB相遇,之后B在前,A在后,故两者的距离开始增大,当两者速度相等时,两者的距离最远。设从时刻开始,经时间两者速度相等,则有
解得
即在时两者速度相等,距离最远,此时A、B的速度都为
在内,A、B的位移分别为,
故从两者的最远距离为,故C正确;
D.在内,由甲图可知,A的位移为
则A的平均速度为
由乙图可得,B的位移为
则B的平均速度为
可得,故D正确。
故选ACD。
【变式4-4】(2026·辽宁沈阳·调研)甲、乙两辆汽车在平直公路上的相邻车道同向行驶(可认为两车在一条直线上运动且不会相撞),时刻甲车在乙车后方,此时两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示并同时开始刹车,两辆车刹车时的图像如图所示,则( )
A.两车在时速度大小相同
B.两车共速时速度大小为
C.若时刻两车相距,则刹车过程中两车可以相遇两次
D.若时刻两车相距,则两车最后将停在同一位置
【答案】AD
【详解】AB.甲的加速度大小
乙的加速度大小
设t时辆车速度相等,共速时速度大小为v,根据运动学公式
解得,
故A正确,B错误;
C.两车共速时,甲比乙多行驶的距离
若时刻两车相距,共速时正好相遇,之后乙的速度一直比甲大,则刹车过程中两车只能相遇一次,故C错误;
D.共速后乙比甲多行驶的距离
又开始到最后甲比乙一共多行驶的距离
若时刻两车相距,则两车最后将停在同一位置,故D正确。
故选AD。
1.(2025·辽宁·三模)某辆汽车以6m/s的初速度从匝道进入某一条笔直的高速,又以4m/s2的加速度匀加速到30m/s并开启定速巡航模式(开启后汽车会自动保持30m/s的速度匀速行驶,驾驶员无需再踩油门,若驾驶员踩刹车制动,则定速巡航会自动关闭)。(车辆均可视为质点)
(1)求汽车加速阶段行驶的距离。
(2)驾驶员在行驶一段时间后发现定速巡航系统无法关闭,于是立即报警,在紧张行驶一段时间后到达距离下一个匝道40m处。此时一辆警车以10m/s的速度从此匝道汇入高速后与失控车保持在同一条车道上,然后进行拦截,要求警车汇入高速后匀加速到与失控车共速时两车刚好相遇,然后对失控车进行紧急逼停,求警车加速度的大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)已知,,
汽车做匀加速直线运动
解得汽车加速阶段行驶的距离
(2)已知,
设警车的加速度大小为a1,加速到与汽车共速所用时间为t,由运动学公式
在0~t时间内,警车的位移
失控车的位移
由位移关系
联立解得,
2.(2025·辽宁·模拟预测)我国出口的高速动车组惊艳世界,中国的“名片”走向世界。如图甲中、两列动车在两平行直轨道上行驶,从某时刻两列动车前进方向的车头相遇开始计时,得到它们图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.在时两列动车前进方向的车头又相遇
B.两列动车的平均速度大小相等
C.、两列动车此后还能相遇一次
D.再次相遇前两列车前进方向的车头间最大距离为
【答案】C
【详解】D.时,两列动车速度相等,再次相遇前两列动车在时相距最远,最远距离为
故D错误;
A B.图像与坐标轴围成面积表示位移,从围成面积可看出前动车的位移更大,则在 30 s 时两列动车前进方向的车头没有相遇,根据可知, 0 ∼ 30 s 两列动车的平均速度大小不相等,故AB错误;
C.在时,动车在前方,此后动车会追上并超越,所以还能相遇一次,故C正确。
故选C。
3.(2025·辽宁大连·模拟预测)可视为质点的甲、乙两小车分别沿同一平直路面同向行驶,时,甲在乙前方10m处,它们的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.在时,乙在甲前最远,此后间距越来越小
B.在时,乙车在甲车前6m
C.甲、乙在并排行驶
D.乙车的加速度大于甲车的加速度
【答案】C
【详解】ACD.根据图像可知甲、乙两车做匀加速直线运动,加速度分别为
乙车的加速度小于甲车的加速度,甲、乙两车的位移分别为,
则甲、乙两车的间距为
所以甲、乙两车的间距图像是对称轴为s的向下开口的抛物线,且时
ms或s时
s时m
所以可以看出,0~2s内,甲车在乙车前面10m,且间距慢慢变小,直到s,乙车追上甲车;2~6s内,乙车在甲车前,且间距慢慢变大,直到s,乙到达甲前的最远处;6~10s内,乙车仍在甲车前,但间距慢慢缩小,直到s,甲车追上乙车,之后甲车超过乙车且间距不断增大;故AD错误,C正确;
B.根据选项A的分析可知,s时,乙车在甲车前面的距离为
故B错误;
故选C。
4.(2025·辽宁·二模)在沟谷深壑、地形险峻的山区,由于暴雨暴雪极易引发山体滑坡,并携带大量泥沙石块形成泥石流,发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施,甚至村镇等,造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化,如图所示,假设一段泥石流(视为质量不变的滑块)从A点由静止开始沿坡体匀加速直线下滑,坡体倾角,泥石流与坡体间的动摩擦因数,A点距离坡体底端B点的长度为108m,泥石流经过B点时没有能量的损失,然后在水平面上做匀减速直线运动,加速度大小为。一辆汽车停在距离B点右侧80m的C处,当泥石流到达B点时,司机发现险情,立即启动车辆并以加速度向右做匀加速直线运动,以求逃生。重力加速度g取,(已知,)。求:
(1)泥石流经过B点时的速度大小及由A点运动到B点所用的时间;
(2)通过计算判断泥石流能否追上汽车。
【答案】(1),;(2)见解析
【详解】(1)设泥石流质量为,从A到B,根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
解得
根据运动学公式
可得
(2)设汽车开始运动到与泥石流速度相等所用时间为,则有
解得
泥石流在水平面上运动的位移为解得
汽车在水平面上运动的位移为解得
共速时二者的距离为
所以泥石流追不上汽车。
5.(2025·吉林松原·模拟预测)甲、乙两辆小车在一条平直的车道上行驶,它们速度随时间变化的图像如图所示,其中甲的图线为两段相同的圆弧,乙的图线为直线,则下列说法正确的是( )
A.时两车的加速度大小不等
B.时两车一定相遇
C.在内,两小车的平均速度相同
D.在内,甲车的加速度方向改变
【答案】AC
【详解】A.图像中直线或曲线某处切线的斜率表示加速度,由图像知时甲车的加速度大于乙车的加速度,故A正确;
B.在内两车运动的位移相同,但不知两车的初位置情况,故不能判断两车在时是否相遇,故B错误;
C.在内,两车的平均速度大小相等,方向相同,故C正确;
D.内,甲车做加速度先逐渐增大后逐渐减小的加速直线运动,加速度方向不变,故D错误。
故选AC。
6.(2025·吉林·一模)校运动会上甲乙两同学参加百米赛跑,速度—时间图像如图所示,甲同学在时刻达到终点。则甲、乙从起点到终点的过程中( )
A.甲的加速度一直比乙大 B.甲、乙间距离最大的时刻一定是时刻
C.之间某时刻甲追上乙 D.甲的平均速度比乙小
【答案】C
【详解】A.根据图像的切线斜率表示加速度,甲同学图像的斜率先小于乙,再大于乙,后等于乙,故甲的加速度不是一直比乙大,故A错误;
D.根据图像与横轴围成的面积表示位移,且甲同学在时刻达到终点,可知甲同学先到达终点,而甲、乙两同学从起点到终点的位移相同,所以甲的平均速度比乙大,故D错误;
BC.根据图像可知,时间内甲的速度一直小于乙的速度,所以时刻乙在前面;之后甲的速度一直大于乙的速度,且甲同学在时刻先到达终点,所以之间某时刻甲追上乙;甲追上乙前,两者的最大距离在时刻,甲追上乙后,甲、乙的距离逐渐增大,所以整个过程甲、乙间距离最大的时刻不一定是时刻,故B错误,C正确。
故选C。
7.(2025·吉林长春·一模)某同学用甲、乙两辆汽车相遇问题的规律,下图是他根据运动规律绘制的在同一平直道路上相邻车道行驶的甲、乙两车(视为质点)的运动位置-时间图线。已知甲的运动图线为一条顶点为的抛物线,乙的运动图线为一过原点的直线。两条图线中其中一个交点坐标为。则下列说法正确的是( )
A.时刻甲物块速度为
B.甲物块在做匀加速直线运动的加速度为
C.图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为
D.如果两个物块只相遇一次,则必有
【答案】C
【详解】A.根据动力学公式
解得时刻甲物块速度为为
故A错误;
B.甲物块在做匀加速直线运动的加速度为
故B错误;
C.图中甲、乙两个物块再次相遇有
乙的速度为
故图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为
故C正确;
D.如果两个物块能相遇有
两个物块只相遇一次有
解得
故D错误。
故选C。
8.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)交通事故现场勘查中,刹车痕迹是事故责任认定的一项重要依据。在平直公路上,一辆汽车正以的速度匀速行驶,司机突然发现正前方不远处一辆货车正以的速度匀速行驶,汽车司机立即以的加速度匀减速刹车,结果还是撞上了货车,两车碰撞时间极短可忽略不计,撞后瞬间两车速度相等。撞后汽车继续以的加速度匀减速刹车直至停下,汽车从开始刹车到最终停止运动,整个过程汽车在地上留下的刹车痕迹长;撞后货车以的加速度向前匀减速刹车,滑行后停下。已知货车质量为,求:
(1)汽车司机发现货车时,两车之间的距离S;
(2)汽车质量和两车碰撞过程中损失的动能。
【答案】(1)
(2);
【详解】(1)碰撞后,货车做匀减速直线运动,根据题意可知,
根据匀变速运动规律则有
代入数据解得
碰撞后瞬间,汽车的速度,做匀减速直线运动
根据匀变速运动规律则有
代入数据解得。
设汽车刹车后碰撞前的位移为位移关系为
可得
汽车刹车后碰撞前做匀减速直线运动,初速度,
碰前瞬间速度为,碰前时间为t,根据匀变速运动规律则有
代入数据解得
根据速度时间关系,则有
代入数据解得。
货车碰撞前做匀速直线运动,时间也为t,设位移为,则有
代入数据解得
汽车司机发现货车时,两车之间的距离
代入数据解得
(2)两车碰撞过程满足系统动量守恒定律
代入数据解得
设碰撞损失的动能为
代入数据解得
9.(2025·内蒙古赤峰·调研)小李在公园玩滑板,他以大小的速度匀速滑行,前方处有一辆以大小的加速度由静止开始沿相同方向运动的观光车。小李和观光车均视为质点。求:
(1)小李追上观光车所用的时间;
(2)小李追上观光车时,观光车的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设小李追上观光车所用时间为,则
代入数据解得 (舍去)
(2)由匀变速直线运动速度与时间的关系有。
10.(2026·内蒙古赤峰·调研)那达慕大会是蒙古族传统活动,是融合赛马、摔跤、射箭等传统竞技项目的民族盛会。那达慕大会上,甲、乙两名运动员骑着马在平直道路上前进的x-t图像如图所示,其中甲的图线为直线。下列说法正确的是( )
A.甲比乙先出发
B.在第14s时,乙的加速度比甲的加速度小
C.在8s~12s内,乙的速度一直减小
D.在8s~12s内的某个时刻,甲超过乙
【答案】AC
【详解】A.由图像的横截距表示出发的时刻,则甲在时出发,乙在4s~8s之间出发,则甲比乙先出发,故A正确;
B.甲的图像为倾斜直线,表示做匀速直线运动,加速度为零;乙的图像为曲线,表示其做变速直线运动,加速度不为零,则在第14s时,乙的加速度一定比甲的加速度大,故B错误;
C.图像的斜率表示瞬时速度,在8s~12s内,乙图像的斜率逐渐减小,即速度一直减小,故C正确;
D.图像的纵坐标表示位置,在8s时乙的位置大于甲的位置,表示乙在甲前方,在12s时乙的位置依然大于甲的位置,则8s~12s甲一直在乙后面,故D错误。
故选AC。
11.(2026·内蒙古呼和浩特·调研)如图所示,某高楼距地面高的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动 (花盆可视为质点)。现有一辆长、高的货车,正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时,货车车头距花盆的水平距离为,由于道路限制,汽车只能直行通过阳台的正下方的通道。(取重力加速度大小)
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持的速度匀速直行,通过计算说明货车是否会被花盆砸到?
(2)若司机发现花盆开始掉落,采取制动的方式来避险,货车最大加速度为,使货车在花盆砸落点前停下,求货车司机允许反应的最长时间;
(3)司机还可以采取加速通过的方式避险,货车加速时最大加速度为,试通过计算分析,以上两种避险方式,哪种更安全?(提示:可通过比较货车司机允许反应的最长时间)
【答案】(1)见解析
(2)
(3)见解析
【详解】(1)花盆从高H处落下,到达离地高2m的车顶过程中,根据自由落体运动规律,可知该过程用时
3s内货车位移
由于车长,货车车头距花盆的水平距离为,可知
故货车会被花盆砸到。
(2)货车匀减速运动到停止的最小距离为
则制动过程中反应通过的最大距离为
货车司机允许反应的最长时间为
(3)若以的加速度通过,则货车在3s内至少要通过的距离为
设货车匀速时间为,则有
联立解得或(舍去)
可知司机反应最长时间为,该时间比小,故制动的方式来避险更安全。
12.(2026·吉林·调研)小李给小王讲了一个龟兔赛跑的故事。按照小李讲的故事情节,小王正确地画出了兔子和乌龟的位移-时间图象,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.故事中的兔子和乌龟是在同一地点且同时出发的
B.故事中的乌龟做的是匀速直线运动
C.故事中的兔子和乌龟在比赛中相遇了三次
D.故事中的兔子先通过预定位移到达终点
【答案】B
【详解】A.故事中的兔子和乌龟都是从原点出发的,但不是同时出发,兔子出发的时间晚,故A错误;
B.乌龟的位移图象是直线,根据位移图像的斜率等于速度,可知它的速度不变,做的是匀速直线运动,故B正确;
C.在和两时刻,兔子和乌龟的位移相同,说明到达同一地点,两者相遇,所以在比赛途中相遇过2次,故C错误;
D.由图读出乌龟先通过预定位移到达终点,故D错误。
故选B。
13.(2026·吉林长春·调研)甲、乙两物体在同一直线上运动,甲从位置处由静止开始做匀加速直线运动,加速度,乙从原点处开始做速度的匀速直线运动。甲、乙两物体的位置x随时间t的变化关系可分别表示为:,。假设它们相遇但不影响继续运动,下列说法正确的是( )
A.时两物体距离最近
B.从到时间内,两物体走过的路程相等
C.从到时间内,两物体走过的路程相等
D.从开始,甲、乙两个物体会相遇两次
【答案】CD
【详解】AD.时,甲的速度为
此时两物体速度相等;内甲、乙的位移分别为,
由于
说明前两物体已经相遇一次,相遇时物体距离最近;时,甲在后,乙在前,甲继续加速,甲的速度大于乙的速度,甲、乙再相遇一次,所以从开始,甲、乙两个物体会相遇两次,故A错误,D正确;
B.从到时间内,甲的位移为
乙的位移为
可知两物体走过的路程不相等,故B错误;
C.从到时间内,甲的位移为
乙的位移为
可知从到时间内,两物体走过的路程相等,故C正确。
故选CD。
14.(2026·吉林长春·调研)如图所示,甲、乙两辆汽车从同一位置出发沿平直的公路运动,通过速度传感器描绘出了两汽车的图像,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙汽车的加速度之比为
B.时两辆汽车具有相同的速度
C.两辆汽车在前的某时刻相遇
D.两辆汽车再次相遇前间隔的最大距离为
【答案】BD
【详解】A.图像的斜率表示加速度,由图像可知汽车甲的加速度为
汽车乙的加速度为
则甲、乙汽车的加速度之比为,故A错误;
B.由图可知,在时两辆汽车的速度均为,即该时刻两辆汽车的速度相同,故B正确;
C.在的时间内,汽车甲的速度一直大于汽车乙的速度,所以两辆汽车之间的距离一直增大,且时两汽车的距离最大,后汽车乙的速度大于汽车甲的速度,汽车乙开始追赶汽车甲,则两汽车相遇的时间一定在以后,故C错误;
D.在图像中,图像与坐标轴围成的面积表示汽车的位移,时两汽车的距离最大,由图像可知汽车甲的位移为
汽车乙的位移为
则两辆汽车的最大距离为,故D正确。
故选BD。
15.(2026·吉林长春·调研)如图所示,小李驾驶长度的轿车正在由西向东行驶,某时刻他发现一辆长度20m的公共汽车正在由南向北匀速行驶,此时轿车的速度20m/s,公共汽车的速度10m/s,轿车车头到十字路口的距离45m,公共汽车车头到十字路口的距离20m,为简化模型忽略汽车和道路的宽度。下列说法正确的是( )
A.两车继续匀速行驶,可以安全通过路口而不相撞
B.若发现公共汽车的同时,小李立刻驾驶轿车做匀加速运动,可以避免两车相撞
C.若发现公共汽车的同时,小李立刻匀减速刹车,为避免两车相撞刹车加速度不能小于
D.该汽车装有自动避撞系统,会在距离前方障碍时,自动启动刹车进而避免相撞,若驾驶员不进行任何干预,仅由该系统参与工作,则为实现避免相撞其刹车时加速度至少为
【答案】BC
【详解】A.根据题意可得,轿车到达路口的时间为
轿车离开路口的时间为
公共汽车到达路口的时间
公共汽车离开路口的时间
所以轿车会撞上公共汽车,A错误;
B.设两车轨迹交点为点,轿车匀加速运动的加速度的最小值为,则公共汽车车头匀速到达点时间
对轿车有
代入数据解得
则为避免两车相撞,轿车加速度的最小值为,B正确;
C.设轿车匀减速运动的加速度的最小值为,则公共汽车车尾匀速到达点时间
对轿车有
代入数据解得
则为避免两车相撞,轿车加速度的最小值为,C正确;
D.自动启动刹车进而避免相撞,设轿车加速度为,由运动学公式有
代入数据解得
为实现避免相撞其刹车时加速度至少为,D错误。
故选BC。
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题型01 追及与相遇问题
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
总方法透视 典例引领 变式演练
考向01 变速物体追匀速物体
考向02 变速物体追变速物体【重难】
考向03 匀速物体追变速物体
考向04 相遇次数问题
第三部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
黑吉辽蒙高考物理中,追及相遇问题是运动学核心高频考点,近5年多以选择题+计算题出现,常结合v-t/x-t图像与实际交通/科技情境,重点考速度相等临界条件与位移方程建模,难度中等偏上,是区分度题型。题型分布: 选择题:多为v-t图像结合追及,判断相遇次数、最大/最小距离、临界条件。计算题:常以匀加速追匀速、匀减速追匀速为基础,叠加刹车停车约束、多物体/多过程,偶与传送带、板块等复合模型结合。必考点:速度相等为临界、位移关系方程、二次方程解的物理意义(时间合理性、相遇次数)。高频关联:v-t图像面积求位移、匀变速公式应用、实际情境建模。
追及相遇问题
1. 问题本质与常用分析方法
追及、相遇问题的核心是分析两个物体能否在同一时间到达同一空间位置。
常见情景与临界条件:
(1) 甲追上乙:初始相距x0 ,追上时满足x甲−x乙=x0,且此时 v甲≥v乙(避免刚追上又被反超);
(2) 甲恰好追上(不相撞)乙:初始相距x0 ,追上时满足x甲−x乙=x0,且此时 v甲=v乙(此为恰好不相撞的临界条件)。
常用分析方法:
方法
核心思想与适用点
物理分析法
抓住“两物体能否同时到达同一位置”这一关键,审清题意,构建清晰运动图景。最基础、最常用。
相对运动法
以其中一个物体为参考系,将问题转化为另一个物体在该参考系中的单物体运动(如匀速或匀变速)问题。可使问题简化。
判别式法
设相遇时间为t,根据位移关系列关于t 的一元二次方程。通过判别式Δ判断相遇情况:Δ>0,两解,相遇两次;Δ=0,一解,相遇一次(恰好追上);Δ<0,无解,不相遇。
图像法
在同一坐标系中画出两物体的 v-t 图像或 x-t 图像。交点、面积差、截距等直观反映了相遇、追及情况和位移关系。
2. 通用解题思路与步骤 (“一图三式”)
解决追及相遇问题,应紧扣以下思路,并建立完整的分析框架:
分析两物体的运动过程,画运动示意图
由示意图找两物体的位移关系
根据物体运动性质列(含有时间的)位移方程
步骤要点说明:
(1) 示意图:是解题的基础,直观反映过程。
(2) 时间关系:多数情况是同时出发(t甲=t乙),对于非同时出发的,需要梳理出各自运动时间的关系。
(3) 位移关系:是列方程的核心。
同向追及:x甲=x乙+x0(x0为初始间距);相向相遇:x甲+x乙=x0
(4)速度关系:往往是临界条件(如恰好追上时,v甲=v乙)或限制条件。
3. 临界、极值与注意事项
(1).追及问题中的临界条件
速度相等 (v甲=v乙) 是能否追上及两者距离取极值的临界点。
速度小者追速度大者:当v甲=v乙时,两者间有最大距离。
速度大者追速度小者:
若此时已超越(x甲>x乙+x0),则能追上,可能相遇两次。
若此时恰好未超越(x甲=x乙+x0),则恰好追上(不相撞)。
若此时仍未追上(x甲<x乙+x0),,则永远追不上,此时有最小距离。
4. 核心注意事项
抓住“一个条件,两个关系”:
一个条件:速度相等的临界条件。
两个关系:时间关系和位移关系。
注意被追物体的运动状态:若被追物体做匀减速运动(如刹车),必须先判断它在被追过程中是否已停止,避免出现“已停止的物体又反向运动”的错误。
挖掘关键词:审题时注意“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等词语,它们通常对应一个具体的临界状态和需要满足的临界方程(通常是速度关系方程)。
考向01 变速物体追匀速物体
【例1-1】(2025·辽宁朝阳·模拟预测)甲车以10m/s匀速行驶,经过乙车时,乙车司机反应了0.6s,才开始从静止以2m/s2匀加速追赶。两车运动为同一方向的直线运动,乙车追上甲车前,两车最大距离是多少?乙车启动后需多久追上甲车?
【例1-2】(2025·辽宁·一模)清晨,一对父女沿平直公路晨跑,父女俩均以2m/s的速度匀速运动,女儿在父亲前面8m处,父亲带着的手机播放音乐,女儿用蓝牙耳机收听;某时刻女儿开始以的加速度匀加速奔跑,速度达到6m/s后继续匀速运动。若蓝牙耳机连接信号的最大距离为200m,则女儿开始加速运动多长时间后不能收听到音乐( )
A.25s B.44s C.48s D.50s
【变式1-1】(2025·辽宁·模拟预测)某玩具车生产厂家为了测试玩具车的性能,进行了如下的测试。现使两玩具车沿平直的公路行驶,时刻两玩具车刚好并排,此时玩具车甲开始运动,利用计算机描绘了两玩具车的的关系图像。下列说法正确的是( )
A.时两玩具车共速
B.玩具车甲的加速度大小为
C.时两玩具车第二次并排行驶
D.0~2 s的时间内,玩具车乙的位移等于玩具车甲的2倍
【变式1-2】(2025·辽宁沈阳·模拟预测)甲、乙两个质点沿同一直线运动,其中质点甲以3m/s的速度做匀速直线运动,质点乙做初速度为零的匀变速直线运动,它们的位置随时间的变化如图所示。已知t=3s时,甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是( )
A.最初的一段时间内,甲、乙的运动方向相反
B.t=3s时,乙的位置坐标为
C.时,两车相遇
D.乙经过原点的速度大小为
【变式1-3】(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)某次导弹试射演习中,歼-16战斗机瞄准了前方同一直线上同方向匀速飞行的无人靶机。当两者距离时,歼-16战斗机以的对地速度发射一枚导弹,控制导弹立即沿水平方向做的匀加速直线运动,在时击中无人靶机并将其击落。
(1)求无人靶机被击中前飞行速度大小;
(2)在(1)的条件下,若无人靶机在导弹发射1s后接收到信号指令开始做匀加速直线运动逃脱,加速度为,求该过程中,导弹与无人靶机的最大距离。
考向02 变速物体追变速物体
【例2-1】(2025·黑龙江大庆·模拟预测)两辆汽车A、B在相邻车道以不同的速度匀速行驶,前方十字路口红灯,两车刹车过程中并排行驶时,如图甲所示,车头到前方停车线的距离均为20m,最终两车头均恰好到达停车线前。以两车并排行驶时车头所在处为位移0点并开始计时,以汽车运动方向为正方向建立x轴,汽车A的x—t图像如图乙所示,是开口向下的抛物线的一部分,汽车B的v—t图像为如图丙所示的直线,下列说法正确的是( )
A.两汽车同时到达停车线前
B.汽车A的初速度大小为8m/s
C.汽车B的加速度大小为
D.两车在运动方向上相距最远的时刻为
【例2-2】(2025·黑龙江齐齐哈尔·一模)两款儿童玩具电动车与计算机相连,在平直道路上进行竞速比赛,时两车从同一位置同时同向运动,通过计算机得到两车的上图像如图所示(x为位移,t为时间),下列说法正确的是( )
A.a车的速度变化比b车快
B.开始运动后b车在前,后来a车在前
C.两车相遇前相距最远距离为
D.两车在运动过程中可能相遇两次
【变式2-1】(2025·内蒙古·二模)甲、乙两车在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动,甲车做初速度为零、加速度大小为的匀加速直线运动,乙车做初速度为、加速度大小为的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两车在运动过程中的位置速度v图象如图所示,虚线与对应的坐标轴垂直,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车在处相遇一次
B.乙车的初速度为,刹车距离为
C.前时间内,甲、乙两车的最大距离为
D.图线a表示甲车的运动,甲车的加速度为
【变式2-2】(2025·内蒙古·一模)2020年全国第十四届冬季运动会在呼伦贝尔市举行。为此全市都在开展丰富多彩的冰上运动。如图所示,在游乐场的滑冰道上有甲、乙两同学坐在冰车上进行游戏。当甲从倾角为θ的光滑冰道顶端A由静止开始自由下滑时,在斜面底部B处的乙通过冰钎作用于冰面,从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速直线运动。已知甲、乙和冰车均可视为质点,甲通过斜面与水平面的交接处(B处)时,速度的方向改变、大小不变,且最终甲刚好能追上乙,则( )
A.到甲刚好追上乙时,甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定不相等
B.到甲刚好追上乙时,甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等
C.甲在斜面上的加速度一定小于乙的加速度
D.无法求出甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比
考向03 匀速物体追变速物体
【例3-1】(2025·辽宁大连·一模)小明到汽车站时,车正以8m/s的速度沿平直道路匀速驶离车站,司机听到呼喊声,反应0.5s后立即以的加速度匀减速刹车。设司机听到呼喊声时,小明距离汽车8m,正以4m/s的速度匀速追赶汽车。则从司机听到呼喊声到小明追上汽车,下列说法正确的是( )
A.经过2s小明和汽车间距离最大
B.经过6s小明追上汽车
C.小明和汽车间的最大距离为14m
D.汽车的位移为20m
【例3-2】(2025·辽宁锦州·模拟预测)城市公共汽车的加速度为1m/s2,汽车刚启动时,一未赶上车的乘客以6m/s速度追车,当人与车尾的距离不超过5m,且维持4s以上,才能引起司机的注意,则( )
A.乘客开始追赶公共汽车时至少距离公共汽车21m才能引起司机注意
B.公共汽车在6s末距离乘客最远
C.若乘客开始追赶公共汽车时距离公共汽车小于20m,则乘客可以追上公共汽车
D.满足恰好引起司机注意的条件下,乘客可以追上公共汽车
【变式3-1】(2025·辽宁抚顺·一模)甲、乙两个物体沿同一直线同时出发,运动过程中的位移-时间()图像如图所示。下列有关运动叙述正确的是( )
A.乙物体始终沿同一方向运动
B.乙物体在时刻运动方向发生变化
C.时间内,甲、乙两物体间距离先变大后变小,时刻两者间距离最大
D.时间内,有一个时刻两者速率相等
【变式3-2】(2025·陕西西安·一模)甲、乙两辆汽车从平直公路上同一位置沿着同一方向做直线运动,它们的图像如图所示,则( )
A.甲、乙两车同时从静止开始出发
B.在时甲在乙前方2m处
C.在时乙车追上甲车
D.甲、乙两车在公路上能相遇两次
考向04 相遇次数问题
【例4-1】(2025·内蒙古·一模)呼和浩特市某路段限速50km/h。某同学骑自行车以6m/s的速度沿直线匀速前行,发现正前方有辆公交车,其车尾距他27m,此时,公交车由静止以0.5m/s2的加速度沿直线同方向前进,从此时开始( )
A.该同学追上公交车时公交车的位移大小为18m
B.该同学追上公交车时公交车速度大小为3m/s
C.该同学在公交车车尾前面骑行的时间持续有12s
D.如果公交车一直匀加速,反超该同学时,一定超速
【例4-2】(2025·辽宁沈阳·三模)甲、乙两辆汽车在同一直轨道上向右匀速行驶,甲车的速度v1=16m/s,乙车的速度为v2=12m/s,乙在甲前面L=6m时,两车同时开始刹车,从此时开始计时,甲车以a1=2m/s2的加速度刹车,6s后立即改做匀速运动,乙车刹车的加速度为a2=1m/s2.从两车刹车开始计时,下列关于甲车第一次追上乙车的时间t1、两车相遇的次数n、两车速度相等时的时间t2的说法正确的是( )
A.3s、3次、8s B.3s、2次、6s C.2s、3次、8s D.2s、2次、6s
【变式4-1】(2025·黑龙江哈尔滨·二模)甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶,其v—t图象如图所示,下列对汽车运动状态的描述正确的是
A.在第20s 末,甲、乙两车相遇
B.若乙车在前,则可能相遇两次
C.在第10s末,甲、乙车改变运动方向
D.在第10s 末,甲、乙两车相距 150 m
【变式4-2】(2026·黑龙江哈尔滨·调研)可视为质点的小车甲、乙在两条平行的平直轨道上朝同一方向运动,它们的运动图像如图所示。初始时刻,两车在运动方向上相距(大小未知),甲在前,乙在后,下列说法正确的是( )
A.小车甲的加速度大小为
B.时小车甲的速度等于小车乙的速度
C.若,则小车甲、乙只相遇了一次
D.若,则小车甲、乙相遇了两次
【变式4-3】(2026·黑龙江哈尔滨·月考)A、B两物体从同一位置向同一方向同时运动,甲图是A物体的位移时间图像,其中4s~6s是抛物线,抛物线在4s时的切线水平。乙图是B物体的速度时间图像,在0~6s这段时间内根据图像判断下列说法中正确的是( )
A.A、B两物体相遇一次
B.A、B两物体相遇两次
C.A、B两物体最远距离是25m
D.B物体的平均速度是A物体的平均速度的两倍
【变式4-4】(2026·辽宁沈阳·调研)甲、乙两辆汽车在平直公路上的相邻车道同向行驶(可认为两车在一条直线上运动且不会相撞),时刻甲车在乙车后方,此时两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示并同时开始刹车,两辆车刹车时的图像如图所示,则( )
A.两车在时速度大小相同
B.两车共速时速度大小为
C.若时刻两车相距,则刹车过程中两车可以相遇两次
D.若时刻两车相距,则两车最后将停在同一位置
1.(2025·辽宁·三模)某辆汽车以6m/s的初速度从匝道进入某一条笔直的高速,又以4m/s2的加速度匀加速到30m/s并开启定速巡航模式(开启后汽车会自动保持30m/s的速度匀速行驶,驾驶员无需再踩油门,若驾驶员踩刹车制动,则定速巡航会自动关闭)。(车辆均可视为质点)
(1)求汽车加速阶段行驶的距离。
(2)驾驶员在行驶一段时间后发现定速巡航系统无法关闭,于是立即报警,在紧张行驶一段时间后到达距离下一个匝道40m处。此时一辆警车以10m/s的速度从此匝道汇入高速后与失控车保持在同一条车道上,然后进行拦截,要求警车汇入高速后匀加速到与失控车共速时两车刚好相遇,然后对失控车进行紧急逼停,求警车加速度的大小。
2.(2025·辽宁·模拟预测)我国出口的高速动车组惊艳世界,中国的“名片”走向世界。如图甲中、两列动车在两平行直轨道上行驶,从某时刻两列动车前进方向的车头相遇开始计时,得到它们图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.在时两列动车前进方向的车头又相遇
B.两列动车的平均速度大小相等
C.、两列动车此后还能相遇一次
D.再次相遇前两列车前进方向的车头间最大距离为
3.(2025·辽宁大连·模拟预测)可视为质点的甲、乙两小车分别沿同一平直路面同向行驶,时,甲在乙前方10m处,它们的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.在时,乙在甲前最远,此后间距越来越小
B.在时,乙车在甲车前6m
C.甲、乙在并排行驶
D.乙车的加速度大于甲车的加速度
4.(2025·辽宁·二模)在沟谷深壑、地形险峻的山区,由于暴雨暴雪极易引发山体滑坡,并携带大量泥沙石块形成泥石流,发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施,甚至村镇等,造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化,如图所示,假设一段泥石流(视为质量不变的滑块)从A点由静止开始沿坡体匀加速直线下滑,坡体倾角,泥石流与坡体间的动摩擦因数,A点距离坡体底端B点的长度为108m,泥石流经过B点时没有能量的损失,然后在水平面上做匀减速直线运动,加速度大小为。一辆汽车停在距离B点右侧80m的C处,当泥石流到达B点时,司机发现险情,立即启动车辆并以加速度向右做匀加速直线运动,以求逃生。重力加速度g取,(已知,)。求:
(1)泥石流经过B点时的速度大小及由A点运动到B点所用的时间;
(2)通过计算判断泥石流能否追上汽车。
5.(2025·吉林松原·模拟预测)甲、乙两辆小车在一条平直的车道上行驶,它们速度随时间变化的图像如图所示,其中甲的图线为两段相同的圆弧,乙的图线为直线,则下列说法正确的是( )
A.时两车的加速度大小不等
B.时两车一定相遇
C.在内,两小车的平均速度相同
D.在内,甲车的加速度方向改变
6.(2025·吉林·一模)校运动会上甲乙两同学参加百米赛跑,速度—时间图像如图所示,甲同学在时刻达到终点。则甲、乙从起点到终点的过程中( )
A.甲的加速度一直比乙大 B.甲、乙间距离最大的时刻一定是时刻
C.之间某时刻甲追上乙 D.甲的平均速度比乙小
7.(2025·吉林长春·一模)某同学用甲、乙两辆汽车相遇问题的规律,下图是他根据运动规律绘制的在同一平直道路上相邻车道行驶的甲、乙两车(视为质点)的运动位置-时间图线。已知甲的运动图线为一条顶点为的抛物线,乙的运动图线为一过原点的直线。两条图线中其中一个交点坐标为。则下列说法正确的是( )
A.时刻甲物块速度为
B.甲物块在做匀加速直线运动的加速度为
C.图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为
D.如果两个物块只相遇一次,则必有
8.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)交通事故现场勘查中,刹车痕迹是事故责任认定的一项重要依据。在平直公路上,一辆汽车正以的速度匀速行驶,司机突然发现正前方不远处一辆货车正以的速度匀速行驶,汽车司机立即以的加速度匀减速刹车,结果还是撞上了货车,两车碰撞时间极短可忽略不计,撞后瞬间两车速度相等。撞后汽车继续以的加速度匀减速刹车直至停下,汽车从开始刹车到最终停止运动,整个过程汽车在地上留下的刹车痕迹长;撞后货车以的加速度向前匀减速刹车,滑行后停下。已知货车质量为,求:
(1)汽车司机发现货车时,两车之间的距离S;
(2)汽车质量和两车碰撞过程中损失的动能。
9.(2025·内蒙古赤峰·调研)小李在公园玩滑板,他以大小的速度匀速滑行,前方处有一辆以大小的加速度由静止开始沿相同方向运动的观光车。小李和观光车均视为质点。求:
(1)小李追上观光车所用的时间;
(2)小李追上观光车时,观光车的速度大小。
10.(2026·内蒙古赤峰·调研)那达慕大会是蒙古族传统活动,是融合赛马、摔跤、射箭等传统竞技项目的民族盛会。那达慕大会上,甲、乙两名运动员骑着马在平直道路上前进的x-t图像如图所示,其中甲的图线为直线。下列说法正确的是( )
A.甲比乙先出发
B.在第14s时,乙的加速度比甲的加速度小
C.在8s~12s内,乙的速度一直减小
D.在8s~12s内的某个时刻,甲超过乙
11.(2026·内蒙古呼和浩特·调研)如图所示,某高楼距地面高的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动 (花盆可视为质点)。现有一辆长、高的货车,正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时,货车车头距花盆的水平距离为,由于道路限制,汽车只能直行通过阳台的正下方的通道。(取重力加速度大小)
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持的速度匀速直行,通过计算说明货车是否会被花盆砸到?
(2)若司机发现花盆开始掉落,采取制动的方式来避险,货车最大加速度为,使货车在花盆砸落点前停下,求货车司机允许反应的最长时间;
(3)司机还可以采取加速通过的方式避险,货车加速时最大加速度为,试通过计算分析,以上两种避险方式,哪种更安全?(提示:可通过比较货车司机允许反应的最长时间)
12.(2026·吉林·调研)小李给小王讲了一个龟兔赛跑的故事。按照小李讲的故事情节,小王正确地画出了兔子和乌龟的位移-时间图象,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.故事中的兔子和乌龟是在同一地点且同时出发的
B.故事中的乌龟做的是匀速直线运动
C.故事中的兔子和乌龟在比赛中相遇了三次
D.故事中的兔子先通过预定位移到达终点
13.(2026·吉林长春·调研)甲、乙两物体在同一直线上运动,甲从位置处由静止开始做匀加速直线运动,加速度,乙从原点处开始做速度的匀速直线运动。甲、乙两物体的位置x随时间t的变化关系可分别表示为:,。假设它们相遇但不影响继续运动,下列说法正确的是( )
A.时两物体距离最近
B.从到时间内,两物体走过的路程相等
C.从到时间内,两物体走过的路程相等
D.从开始,甲、乙两个物体会相遇两次
14.(2026·吉林长春·调研)如图所示,甲、乙两辆汽车从同一位置出发沿平直的公路运动,通过速度传感器描绘出了两汽车的图像,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙汽车的加速度之比为
B.时两辆汽车具有相同的速度
C.两辆汽车在前的某时刻相遇
D.两辆汽车再次相遇前间隔的最大距离为
15.(2026·吉林长春·调研)如图所示,小李驾驶长度的轿车正在由西向东行驶,某时刻他发现一辆长度20m的公共汽车正在由南向北匀速行驶,此时轿车的速度20m/s,公共汽车的速度10m/s,轿车车头到十字路口的距离45m,公共汽车车头到十字路口的距离20m,为简化模型忽略汽车和道路的宽度。下列说法正确的是( )
A.两车继续匀速行驶,可以安全通过路口而不相撞
B.若发现公共汽车的同时,小李立刻驾驶轿车做匀加速运动,可以避免两车相撞
C.若发现公共汽车的同时,小李立刻匀减速刹车,为避免两车相撞刹车加速度不能小于
D.该汽车装有自动避撞系统,会在距离前方障碍时,自动启动刹车进而避免相撞,若驾驶员不进行任何干预,仅由该系统参与工作,则为实现避免相撞其刹车时加速度至少为
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题型01追及与相遇问题(题型专练)
参考答案
第一部分 考向破译
考向01 变速物体追匀速物体
【例1-1】【答案】31m,
【详解】乙车开始启动时,甲、乙两车的距离为
乙车追上甲车前,当乙车速度等于甲车速度时,两车距离最大,则有
解得
从乙车开始启动到两车速度相等,发生的相对位移为
则两车最大距离为
设从乙车开始启动经过时间乙车追上甲车,则有
代入数据可得
解得或(舍去)
【例1-2】【答案】D
【详解】当两者间距达到200m后,不能收听到音乐,则
根据
解得
故选D
【变式1-1】【答案】C
【详解】B.根据匀变速直线运动公式得
结合图像可知玩具车甲做匀变速直线运动,初速度为0,图线斜率
由图像得
所以玩具车甲的加速度
玩具车乙做速度的匀速直线运动,B错误;
A.时玩具车甲的速度为
而玩具车乙的速度为故A错误;
CD.0~2 s时间内两玩具车的平均速度相等,则该时间内两玩具车的位移相等,因此时两玩具车第二次并排行驶,C正确,D错误。
故选C。
【变式1-2】【答案】B
【详解】A.位移时间图像的斜率表示速度,则最初的一段时间内,甲、乙的斜率都为正方向,所以运动方向相同,故A错误;
B.质点乙做初速度为零的匀变速直线运动,t=3s时,甲、乙图线的斜率相等,所以,t=3s时乙的速度是3m/s,乙的加速度
0-3s,乙的位移
所以t=3s时,乙的位置坐标为
故B正确。
C.时甲车的位移x甲=30m,乙车的位移
因
则两车没相遇,故C错误;
D.根据v2-0=2ax
乙经过原点时的速度大小为
故D错误。
故选B。
【变式1-3】【答案】(1)300m/s;(2)6260m
【详解】(1)L=6km=6000m
20s内导弹的位移为
无人靶机被击中前飞行速度大小为
(2)当导弹的速度与无人靶机的速度相等时,距离最大,设时间为t1,有
代入数据解得
导弹的位移为
无人靶机的位移为
导弹与无人靶机的最大距离为
考向02 变速物体追变速物体
【例2-1】【答案】BCD
【详解】A.两车头均恰好到达停车线前,即到达停车线时速度均恰好减为0,令,根据图乙可知,汽车A到达停车线前经历时间为
根据图丙,由于图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移,则有
汽车B的初速度为5m/s,解得
可知,A汽车先到达停车线前,故A错误;
B.对A汽车进行分析,根据位移公式有
结合上述解得
故B正确;
C.图像斜率的绝对值表示加速度 ,根据图丙,结合上述有,故C正确;
D.汽车A的加速度
结合上述,A的初速度大于B的初速度,A的加速度大于B的加速度,可知,开始A汽车在前,两者间距逐渐增大,由于A减速得快一些,则当两者速度相等时,两车间距达到最大, 令经历时间,A、B达到相等速度,则有
解得,故D正确。
故选BCD。
【例2-2】【答案】C
【详解】AB.根据匀变速运动的位移公式
整理得
在图像中是直线,由此可得,,,
因为b车的加速度大,b车的速度变化快,a车初速度大,但加速度小,故开始运动后a车在前,后来b车在前,故AB错误;
C.当两车速度相同时,两车相距最远,由
得
两车相距最远距离为
故C正确;
D.两车相遇有即
只有一解,相遇一次,故D错误。
故选C。
【变式2-1】【答案】BCD
【详解】A.相遇是指同一时刻到达同一位置,当x=6m时,设质点乙、甲先后通过x=6m处时的速度均为v,对于质点甲有
对于质点乙有
可知
说明两个质点不是同时到达x=6m处,不能相遇,故A错误;
BD.根据图象可知,a图象的速度随位移增大而增大,b图象的速度随位移增大而减小,所以图象a表示质点甲的运动,当x=0时,乙的速度为6m/s,即质点乙的初速度v0=6m/s,对质点甲v2=2a1x ①
对质点乙 ②
联立①②解得
当质点甲的速度v1=8m/s、质点乙的速度v2=2m/s时,两质点通过相同的位移均为x',对质点甲 ④
对质点乙 ⑤
联立④⑤解得 ⑥
联立③⑥解得,
所以质点甲、乙的加速度大小a1、a2分别为2m/s2和1m/s2,乙的刹车距离为
故BD正确;
C.当二者速度相等时,距离最大,即速度关系为
两者距离为
解得
故C正确。
故选BCD。
【变式2-2】【答案】B
【详解】AB.设甲到达B的时间为t1,追上B的时间为t2,水平面都是光滑的,A到达水平面后做匀速直线运动,设甲的速度为v,则甲在水平面上的位移 ①
乙做匀加速直线运动,被甲追上时的速度也是v,乙的位移 ②
联立①②可得
可知到甲刚好追上乙时,甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等,故A错误,B正确;
C.由以上的分析可知,甲的速度达到v用的时间少,所以甲在斜面上的加速度一定大于乙的加速度,故C错误;
D.AB之间的距离
所以甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比为2,故D错误。
故选B。
考向03 匀速物体追变速物体
【例3-1】【答案】CD
【详解】A.当汽车与小明速度相等时,小明和汽车间距最大,则
解得
从司机听到呼喊声到小明和汽车间距离最大的时间
故A错误;
C.2.5s内汽车通过的位移
2.5s内小明通过的位移
小明和汽车间的最大距离为
故C正确;
BD.从汽车开始刹车到停止运动的时间
汽车刹车通过的位移
从司机听到呼喊声到汽车停止运动通过的位移
汽车停止运动时,小明通过的位移
由
则汽车停止运动时小明没追上汽车,汽车停止运动小明追上汽车的时间
则从司机听到呼喊声到小明追上汽车的时间
故B错误,D正确。
故选CD。
【例3-2】【答案】A
【详解】A.按题意
在乘客恰好引起司机注意的条件下,可得
则x=21m
A正确;
B.由于汽车刚启动时乘客比汽车快,因此共速时乘客距离汽车最近,B错误;
CD.若t=6s时恰好追上为临界状态,此情形
即乘客能追上汽车的最小初始距离为18m,CD错误。
故选A。
【变式3-1】【答案】B
【详解】AB.图像中斜率的大小表示速度大小,斜率的正负表示与正方向相同或者相反,由此可知,乙物体在沿负方向运动,沿正方向运动,在时刻运动方向发生变化,A错误,B正确;
C.如图所示
甲做匀减速运动,甲乙沿同一方向运动,乙在前,甲乙之间的距离越来越大,时刻乙的图线斜率与甲相同,即速度相同,此时两者之间的距离达到最大值,之后两者之间的距离越来越小,C错误;
D.图线的斜率代表速度,则斜率的大小表示速率,结合图可知,时间内,有两个时刻两者速率相等,D错误。
故选B。
【变式3-2】【答案】B
【详解】A.由图可知,乙车比甲车迟出发1s,故A错误;
B.根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移,知t=2s时,甲车的位移为x甲=×2×4m=4m,x乙=×1×4m=2m
所以甲在乙前方2m处,故B正确;
C.在0-3s内,甲车的位移x甲=×6×3m=9m
乙车的位移x乙=×2×8m=8m
所以x甲>x乙
两者又是从同一位置沿着同一方向运动的,则在t=3s时乙车未追上甲车,故C错误;
D.同理计算可得,在t=4s时乙车追上甲车,由于t=4s时刻以后,甲车比乙车的速度大,两车不可能再相遇,所以两车只能相遇一次,故D错误。
故选B。
考向04 相遇次数问题
【例4-1】【答案】BC
【详解】AB.设过t时间后追上,根据位移关系
解得追上时间 ,
该同学追上公交车时,公交车速度
公交车位移
故A错误B正确;
C.根据以上分析可知,公交车车尾再次超越在18s,故该同学在公交车车尾前面骑行的时间持续有12s,故C正确;
D.过18s时,公交车车尾反超,此时公交车速度
故不会超速,故D错误。
故选BC。
【例4-2】【答案】C
【详解】设刹车后经过t时间两车速度相等,有:v1−a1t=v2−a2t,解得:t=4s,
6s后甲车匀速,速度v=16−2×6m/s=4m/s,再次相等有:v=v2−a2t′,解得:t′=8s;
在甲减速时,设经时间t相遇,甲和乙的位移分别为x1、x2,则有:x1=v1t−,x2=v2t−
x1-x2=L,得:t1=2s,t2=6s;
甲车减速时间恰好为6s,即在甲车减速阶段,相遇两次,
第一次t1=2s,第二次t2=6s,
此时甲车的速度为:v′1=v1−a1t2=4m/s,
乙车的速度为:v′2=v2−a2t2=6m/s,
设再经△t甲追上乙,有:v′1△t=v′2△t−,
代入数据解得:△t=4s,
此时乙仍在做减速运动,此解成立,
所以甲、乙两车第3次相遇,相遇时刻为t3=t2+△t=10s.故C正确、ABD错误;
故选C.
【变式4-1】【答案】B
【详解】在第20s末,甲通过的位移比乙的位移大,但由于它们初始位置关系未知,所以不能判断是否相遇,故A错误.若t=0时刻乙车在前,则两车在第20s末前,两车可能相遇一次,此后由于乙做匀加速运动,甲做匀速运动,乙可能追上甲,再相遇一次.故B正确.由图知,甲乙两车的速度一直为正,说明一直沿正方向运动,运动方向没有改变,故C错误.在第10s末,甲、乙两车的位移之差为:△x=20×10-×10×10=150m,由于出发点的位置关系未知,所以不能求出确定它们相距的距离,故D错误.
【变式4-2】【答案】C
【详解】A.由,可得
可知小车甲的初速度
小车甲图像的斜率
加速度,故A错误;
B.由图可知小车乙做速度为的匀速直线运动,时小车乙的速度,故B错误;
C.若,小车甲、乙相遇时
即
解得,(舍去)
则小车甲、乙只相遇了一次,故C正确;
D.若,小车甲、乙相遇时
即
解得,(舍去)
则小车甲、乙只相遇了一次,故D错误。
故选C。
【变式4-3】【答案】ACD
【详解】AB.在内,由甲图可知,A物体做匀速直线运动;由乙图可知,B物体做初速度为零的匀加速直线运动,故这段时间A在前B在后,由甲图可知,A的位移为,由乙图可得,B物体的位移为
则A与B在时相遇;之后,在内A处于静止状态,B以做匀速直线运动,位移为
在内,由甲图可知,图中的抛物线在4s时的切线水平,根据图像的斜率表示速度,可知在该时刻A的速度为零,故从时刻开始,A做初速度为零的匀加速直线运动,位移为,由乙图可知,B做匀减速直线运动,位移为
则在内A的位移为,B的位移为
可知
故在内,AB两物体只在相遇一次;之后,B在前,A在后,在时A仍没有追上B物体,故A正确,B错误;
C.由甲图可知,在内A做初速度为零的匀加速直线运动,则有
其中位移为,时间为
联立解得
由乙图可知,在内B做匀减速直线运动,初速度为,根据图像的斜率表示加速度,则有
因在时刻AB相遇,之后B在前,A在后,故两者的距离开始增大,当两者速度相等时,两者的距离最远。设从时刻开始,经时间两者速度相等,则有
解得
即在时两者速度相等,距离最远,此时A、B的速度都为
在内,A、B的位移分别为,
故从两者的最远距离为,故C正确;
D.在内,由甲图可知,A的位移为
则A的平均速度为
由乙图可得,B的位移为
则B的平均速度为
可得,故D正确。
故选ACD。
【变式4-4】【答案】AD
【详解】AB.甲的加速度大小
乙的加速度大小
设t时辆车速度相等,共速时速度大小为v,根据运动学公式
解得,
故A正确,B错误;
C.两车共速时,甲比乙多行驶的距离
若时刻两车相距,共速时正好相遇,之后乙的速度一直比甲大,则刹车过程中两车只能相遇一次,故C错误;
D.共速后乙比甲多行驶的距离
又开始到最后甲比乙一共多行驶的距离
若时刻两车相距,则两车最后将停在同一位置,故D正确。
故选AD。
第二部分 综合巩固
1.【答案】(1)(2)
【详解】(1)已知,,
汽车做匀加速直线运动
解得汽车加速阶段行驶的距离
(2)已知,
设警车的加速度大小为a1,加速到与汽车共速所用时间为t,由运动学公式
在0~t时间内,警车的位移
失控车的位移
由位移关系
联立解得,
2.【答案】C
【详解】D.时,两列动车速度相等,再次相遇前两列动车在时相距最远,最远距离为
故D错误;
A B.图像与坐标轴围成面积表示位移,从围成面积可看出前动车的位移更大,则在 30 s 时两列动车前进方向的车头没有相遇,根据可知, 0 ∼ 30 s 两列动车的平均速度大小不相等,故AB错误;
C.在时,动车在前方,此后动车会追上并超越,所以还能相遇一次,故C正确。
故选C。
3.【答案】C
【详解】ACD.根据图像可知甲、乙两车做匀加速直线运动,加速度分别为
乙车的加速度小于甲车的加速度,甲、乙两车的位移分别为,
则甲、乙两车的间距为
所以甲、乙两车的间距图像是对称轴为s的向下开口的抛物线,且时
ms或s时
s时m
所以可以看出,0~2s内,甲车在乙车前面10m,且间距慢慢变小,直到s,乙车追上甲车;2~6s内,乙车在甲车前,且间距慢慢变大,直到s,乙到达甲前的最远处;6~10s内,乙车仍在甲车前,但间距慢慢缩小,直到s,甲车追上乙车,之后甲车超过乙车且间距不断增大;故AD错误,C正确;
B.根据选项A的分析可知,s时,乙车在甲车前面的距离为
故B错误;
故选C。
4.【答案】(1),;(2)见解析
【详解】(1)设泥石流质量为,从A到B,根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
解得
根据运动学公式
可得
(2)设汽车开始运动到与泥石流速度相等所用时间为,则有
解得
泥石流在水平面上运动的位移为解得
汽车在水平面上运动的位移为解得
共速时二者的距离为
所以泥石流追不上汽车。
5.【答案】AC
【详解】A.图像中直线或曲线某处切线的斜率表示加速度,由图像知时甲车的加速度大于乙车的加速度,故A正确;
B.在内两车运动的位移相同,但不知两车的初位置情况,故不能判断两车在时是否相遇,故B错误;
C.在内,两车的平均速度大小相等,方向相同,故C正确;
D.内,甲车做加速度先逐渐增大后逐渐减小的加速直线运动,加速度方向不变,故D错误。
故选AC。
6.【答案】C
【详解】A.根据图像的切线斜率表示加速度,甲同学图像的斜率先小于乙,再大于乙,后等于乙,故甲的加速度不是一直比乙大,故A错误;
D.根据图像与横轴围成的面积表示位移,且甲同学在时刻达到终点,可知甲同学先到达终点,而甲、乙两同学从起点到终点的位移相同,所以甲的平均速度比乙大,故D错误;
BC.根据图像可知,时间内甲的速度一直小于乙的速度,所以时刻乙在前面;之后甲的速度一直大于乙的速度,且甲同学在时刻先到达终点,所以之间某时刻甲追上乙;甲追上乙前,两者的最大距离在时刻,甲追上乙后,甲、乙的距离逐渐增大,所以整个过程甲、乙间距离最大的时刻不一定是时刻,故B错误,C正确。
故选C。
7.【答案】C
【详解】A.根据动力学公式
解得时刻甲物块速度为为
故A错误;
B.甲物块在做匀加速直线运动的加速度为
故B错误;
C.图中甲、乙两个物块再次相遇有
乙的速度为
故图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为
故C正确;
D.如果两个物块能相遇有
两个物块只相遇一次有
解得
故D错误。
故选C。
8.【答案】(1)(2);
【详解】(1)碰撞后,货车做匀减速直线运动,根据题意可知,
根据匀变速运动规律则有
代入数据解得
碰撞后瞬间,汽车的速度,做匀减速直线运动
根据匀变速运动规律则有
代入数据解得。
设汽车刹车后碰撞前的位移为位移关系为
可得
汽车刹车后碰撞前做匀减速直线运动,初速度,
碰前瞬间速度为,碰前时间为t,根据匀变速运动规律则有
代入数据解得
根据速度时间关系,则有
代入数据解得。
货车碰撞前做匀速直线运动,时间也为t,设位移为,则有
代入数据解得
汽车司机发现货车时,两车之间的距离
代入数据解得
(2)两车碰撞过程满足系统动量守恒定律
代入数据解得
设碰撞损失的动能为
代入数据解得
9.【答案】(1)(2)
【详解】(1)设小李追上观光车所用时间为,则
代入数据解得 (舍去)
(2)由匀变速直线运动速度与时间的关系有。
10.【答案】AC
【详解】A.由图像的横截距表示出发的时刻,则甲在时出发,乙在4s~8s之间出发,则甲比乙先出发,故A正确;
B.甲的图像为倾斜直线,表示做匀速直线运动,加速度为零;乙的图像为曲线,表示其做变速直线运动,加速度不为零,则在第14s时,乙的加速度一定比甲的加速度大,故B错误;
C.图像的斜率表示瞬时速度,在8s~12s内,乙图像的斜率逐渐减小,即速度一直减小,故C正确;
D.图像的纵坐标表示位置,在8s时乙的位置大于甲的位置,表示乙在甲前方,在12s时乙的位置依然大于甲的位置,则8s~12s甲一直在乙后面,故D错误。
故选AC。
11.【答案】(1)见解析(2)(3)见解析
【详解】(1)花盆从高H处落下,到达离地高2m的车顶过程中,根据自由落体运动规律,可知该过程用时
3s内货车位移
由于车长,货车车头距花盆的水平距离为,可知
故货车会被花盆砸到。
(2)货车匀减速运动到停止的最小距离为
则制动过程中反应通过的最大距离为
货车司机允许反应的最长时间为
(3)若以的加速度通过,则货车在3s内至少要通过的距离为
设货车匀速时间为,则有
联立解得或(舍去)
可知司机反应最长时间为,该时间比小,故制动的方式来避险更安全。
12.【答案】B
【详解】A.故事中的兔子和乌龟都是从原点出发的,但不是同时出发,兔子出发的时间晚,故A错误;
B.乌龟的位移图象是直线,根据位移图像的斜率等于速度,可知它的速度不变,做的是匀速直线运动,故B正确;
C.在和两时刻,兔子和乌龟的位移相同,说明到达同一地点,两者相遇,所以在比赛途中相遇过2次,故C错误;
D.由图读出乌龟先通过预定位移到达终点,故D错误。
故选B。
13.【答案】CD
【详解】AD.时,甲的速度为
此时两物体速度相等;内甲、乙的位移分别为,
由于
说明前两物体已经相遇一次,相遇时物体距离最近;时,甲在后,乙在前,甲继续加速,甲的速度大于乙的速度,甲、乙再相遇一次,所以从开始,甲、乙两个物体会相遇两次,故A错误,D正确;
B.从到时间内,甲的位移为
乙的位移为
可知两物体走过的路程不相等,故B错误;
C.从到时间内,甲的位移为
乙的位移为
可知从到时间内,两物体走过的路程相等,故C正确。
故选CD。
14.【答案】BD
【详解】A.图像的斜率表示加速度,由图像可知汽车甲的加速度为
汽车乙的加速度为
则甲、乙汽车的加速度之比为,故A错误;
B.由图可知,在时两辆汽车的速度均为,即该时刻两辆汽车的速度相同,故B正确;
C.在的时间内,汽车甲的速度一直大于汽车乙的速度,所以两辆汽车之间的距离一直增大,且时两汽车的距离最大,后汽车乙的速度大于汽车甲的速度,汽车乙开始追赶汽车甲,则两汽车相遇的时间一定在以后,故C错误;
D.在图像中,图像与坐标轴围成的面积表示汽车的位移,时两汽车的距离最大,由图像可知汽车甲的位移为
汽车乙的位移为
则两辆汽车的最大距离为,故D正确。
故选BD。
15.【答案】BC
【详解】A.根据题意可得,轿车到达路口的时间为
轿车离开路口的时间为
公共汽车到达路口的时间
公共汽车离开路口的时间
所以轿车会撞上公共汽车,A错误;
B.设两车轨迹交点为点,轿车匀加速运动的加速度的最小值为,则公共汽车车头匀速到达点时间
对轿车有
代入数据解得
则为避免两车相撞,轿车加速度的最小值为,B正确;
C.设轿车匀减速运动的加速度的最小值为,则公共汽车车尾匀速到达点时间
对轿车有
代入数据解得
则为避免两车相撞,轿车加速度的最小值为,C正确;
D.自动启动刹车进而避免相撞,设轿车加速度为,由运动学公式有代入数据解得
为实现避免相撞其刹车时加速度至少为,D错误。
故选BC。
公司2 / 18
学科网(北京)股份有限公司
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