内容正文:
专题二 追及、相遇问题
1
题型一 追及、相遇问题
题型二 图像中的追及、相遇问题
经典习题
◆
◆
考点精讲
课时作业
答案核查【考】
答案核查【作】
2
题型一 追及、相遇问题
追及与相遇问题的实质是研究两个物体的时空关系,只要满足两个物体在同时到达同
一地点,即说明两个物体相遇.
1.分析思路
可概括为“一个临界条件”和“两个等量关系”.
(1)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;
(2)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位移关系是
解题的突破口.
题
型
一
3
2.常用分析方法
(1) 情境分析法: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.
(2)二次函数法:设运动时间为<m></m>,根据条件列方程,得到关于二者之间的距离<m></m>与时
间<m></m>的二次函数关系,<m></m>时,表示两者相遇.
①若<m></m>,即有两个解,说明可以相遇两次;
②若<m></m>,一个解,说明刚好追上或相遇;
③若<m></m>,无解,说明追不上或不能相遇.
当<m></m>时,函数有极值,代表两者距离的最大或最小值.
(3)图像分析法:将两者的速度—时间图像在同一坐标系中画出,然后利用图像分析求解.
题
型
一
4
(4)变换参考系法:一般情况下,我们习惯于选地面为参考系,但有时研究两个以上相对运
动物体间运动时,如果能巧妙选取合适的参考系,会简化解题过程,起到化繁为简的效果.
特别注意: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.
题
型
一
5
例1 某一长直的赛道上,一辆赛车前方处有一安全车正以 的速度匀速前
进,这时赛车从静止出发以 的加速度追赶.求:
(1) 赛车出发 末的瞬时速度大小;
[答案]
[解析] 赛车出发 末的瞬时速度大小为
题
型
一
6
例1 某一长直的赛道上,一辆赛车前方处有一安全车正以 的速度匀速前
进,这时赛车从静止出发以 的加速度追赶.求:
(2) 赛车追上安全车所需的时间及追上时的速度大小;
[答案]
[解析] 设经时间追上安全车,由位移关系得
解得
此时赛车的速度大小为
题
型
一
7
例1 某一长直的赛道上,一辆赛车前方处有一安全车正以 的速度匀速前
进,这时赛车从静止出发以 的加速度追赶.求:
(3) 追上之前两车间的最大距离.
[答案]
题
型
一
8
[解析] 方法一 情景分析法
当两车速度相等时,两车相距最远
由 得两车速度相等时,经过的时间为
追上之前两车最远相距
.
方法二 二次函数法
当时,有极值,相距最远,将代入解得 .
题
型
一
9
方法三 图像法
由图像可知,当赛车速度等于安全车速度时,即 时相距最远,得
,
题
型
一
10
【拓展】 若当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以 的加速度做匀
减速直线运动,则两车再经过多长时间第二次相遇?(设赛车可以从安全车旁经过而不
相碰,用情景分析法和图像法两种方法解题)
[答案]
[解析] 方法一 情景分析法
假设再经时间两车第二次相遇(两车一直在运动),由位移关系得
解得
赛车停下来的时间
所以 不符合实际,两车第二次相遇时赛车已停止运动
设再经时间两车第二次相遇,应满足,解得
题
型
一
11
赛车和安全车的图像如图所示.由图知即赛车停下时,安全车的位移小于赛车的位移,由,解得
方法二 图像法
题
型
一
例2 在水平轨道上有两列火车和相距为,车在后面做初速度为 、加速度大小
为的匀减速直线运动,同时车做初速度为零、加速度为 的匀加速直线运动,两车
运动方向相同.要使两车不相撞(未相遇),车的初速度 应满足什么条件?
(尝试用多种方法进行求解)
[答案]
[解析] 要使两车不相撞,临界情况为车追上车时其速度与车相等;设、 两车从
相距到车追上车时,车的位移为、末速度为、所用时间为, 车的位移为
、末速度为 ,两者的运动过程如图所示,现用四
种方法解答如下:
题
型
一
13
利用位移公式、速度公式求解
对车有,
对车有,
对两车有
追上后,两车不相撞的条件是
联立解得
方法一:情景分析法
题
型
一
整理得
这是一个关于时间的一元二次方程,当根的判别式时,无实数解,即两车不相撞,所以要使两车不相撞,车的初速度应满足的条件是
方法二:二次函数法
利用判别式求解,由方法一可知
即
题
型
一
方法三:图像分析法
利用速度—时间图像求解,先作、 两车的速度-时间图像,其图像如图所示,设经
过时间两车刚好不相撞,则对车有
对车有
以上两式联立解得
经时间两车发生的位移之差,即原来两车间的距离 ,它可用图中的阴影面积表示,
由图像可知
所以要使两车不相撞,,车的初速度 应满足的条件是
题
型
一
16
方法四:变换参考系法
以为参考系,、相对初速度为,、相对初始加速度为,相对做匀变速直线运动,恰好不相撞的条件为,代入,得,所以要使两车不相撞,车的初速度应满足的条件是 .
题
型
一
题型二 图像中的追及、相遇问题
1.<m></m>图像、<m></m>图像中的追及相遇问题:
(1)利用图像中斜率、面积、交点的含义进行定性分析或定量计算.
(2)有时将运动图像还原成物体的实际运动情况更便于理解.
2.利用<m></m>图像分析追及相遇问题:在有些追及相遇情景中可根据两个物体的运动状
态作出<m></m>图像,再通过图像分析计算得出结果,这样更直观、简捷.
3.若为<m></m>图像,注意交点的意义,图像相交即代表两物体相遇;若为<m></m>图像,可
转化为<m></m>图像进行分析.
题
型
二
18
例3 (多选)甲、乙两质点沿同一直线运动,其中甲做匀变速直线运动,乙以大小为
速度做匀速直线运动,在 时,两质点相遇,他们的位置随时间变化及相遇
时切线数据如图所示,在 时间内,下列判断正确的是( )
A.相遇时甲质点的速度大小为
B.甲质点的初速度大小为
C.甲质点的加速度大小为
D.在 时,甲、乙两质点相距最远
√
√
题
型
二
19
[解析] 图像斜率表示速度,则相遇时甲质点的速度大小为 ,
故A错误;设甲初速度为,加速度大小为,有 ,
,解得, ,
故B、C正确;甲、乙速度相等时,两质点相距最远,有
,解得 ,故D错误.
题
型
二
20
例4 (多选)赛龙舟是端午节的传统活动.下列和 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( )
A. B. C. D.
[解析] 同时从同一地点出发,如果两舟的位移相同,则再次船头并齐,对 图像,
速度图线所围的“面积”表示位移,在B图中,甲和乙的位移能在某时刻相同,而A图中,
甲一直在乙的前面,故A错误,B正确;对 图像,两图像相交的点表示相遇,故C
错误,D正确.
√
√
题
型
二
21
1.球以初速度从地面上一点竖直向上抛出,经过一段时间 后又以初速度
将球从同一点竖直向上抛出(忽略空气阻力),取 ,为了使两球能在
空中相遇, 的取值范围正确的是( )
A. B. C. D.
[解析] 用图像分析,如图所示,竖直上抛运动的 图线为
抛物线,平移图线,可找到图线的交点范围,由此判断 的取值范
围.球在空中时间为,球 在空中时间为
,因此,球应在球抛出后、 前抛出,故C项正
确.
√
经 典 习 题
22
2.在同一条平直公路上行驶的甲、乙两车, 图像如图所示.
时两车在同一位置, 时刻两车相遇,则( )
A. 时刻两车相距最远
B. 时刻两车相距最远
C. 时刻甲车的运动方向发生改变
D. 时间内两车间的距离越来越大
[解析] 时刻之前甲车的速度大于乙车,两车间距逐渐增加, 时刻之后甲车的速度小于
乙车,两车间距逐渐减小,可知时刻两车相距最远, 时间内两车间的距离越来越
小,选项A正确,B、D错误; 时刻前后甲车的速度均为正值,则该时刻甲车的运动方向没
有发生改变,选项C错误.
√
经 典 习 题
23
3.挥杆套马是我国蒙古族传统体育项目,烈马从骑手身边奔驰而过时,骑手持 长的套
马杆,由静止开始催马追赶,二者的 图像如图所示,则 ( )
A. 内骑手靠近烈马
B. 时刻骑手刚好追上烈马
C.在 内烈马的平均速度大于骑手的平均速度
D.内骑手的加速度大于 内烈马的加速度
√
经 典 习 题
24
[解析] 图像图线与坐标轴所围的面积表示位移大小,骑手与烈马在 时并排运
动,通过图线在内所围的面积可以看出 内烈马位移大于骑手位移,所以烈
马与骑手间距离在增大,内烈马位移仍大于骑手的位移,说明 末烈马仍在前方,
故A、B错误;根据,结合A选项分析可知在 内烈马的平均速度大于骑手的平
均速度,故C正确;由加速度定义式有,可知 内烈马加速度
,内骑手加速度 ,故D错误.
经 典 习 题
25
4.入冬以来,雾霾天气频发,发生交通事故的概率比平常高出许多,保证雾霾中行车
安全显得尤为重要;在雾霾天气的平直公路上,甲、乙两汽车同向匀速行驶,乙在前,
甲在后.某时刻两车司机听到警笛提示,同时开始刹车,结果两车刚好没有发生碰撞.如
图所示为两车刹车后做匀减速直线运动的 图像,以下分析正确的是( )
A.两车开始刹车时的距离为
B.甲刹车的加速度的大小为
C.时乙车的速度为
D.两车都停下来后相距
√
经 典 习 题
26
[解析] 甲车的加速度,加速度大小为 ,两车
刚好没有发生碰撞时,两车速度相等,所经历的时间为 ,此时甲车的位移为
,乙车的加速度
,此时乙车的
位移为 ,所以两车开始刹车时的距离为
,故A、B错误;甲、乙两车
在 时速度相等,所以
,故C正确;
经 典 习 题
27
根据图像与横轴围成的面积表示位移大小可知,两车都停下来后相距为 ,故D错误.
经 典 习 题
5.现有、两列火车在同一轨道上同向行驶,车在前,其速度, 车速
度.因大雾能见度低,车在距车时才发现车,此时 车立即
刹车,但车要减速 才能够停止.
(1) 车刹车后减速运动的加速度为多大?
[答案]
[解析] 设车减速运动的加速度大小为 ,有
,
解得
经 典 习 题
29
5.现有、两列火车在同一轨道上同向行驶,车在前,其速度, 车速
度.因大雾能见度低,车在距车时才发现车,此时 车立即
刹车,但车要减速 才能够停止.
(2) 车若仍按原速度前进,两车是否会相撞?若会相撞,将在何时发生?相碰前 车的
位移为多大?
[答案] 会; 发生在车发现车后时;
经 典 习 题
30
[解析] 设车减速运动 时间时两车的速度相同,有
解得
在此过程中 车的位移为
A车的位移为
由于 ,故两车会相撞
设发生相撞所用的时间为 ,有
解得舍去
相撞前 车的位移为
经 典 习 题
31
5.现有、两列火车在同一轨道上同向行驶,车在前,其速度, 车速
度.因大雾能见度低,车在距车时才发现车,此时 车立即
刹车,但车要减速 才能够停止.
(3) 若车刹车后,车以加速度 加速前进,两车能否避免相撞?若能
够避免,则两车最近时相距多远?
[答案] 能;
经 典 习 题
32
[解析] 设车减速运动 时间两车的速度相同,有
解得
在此过程中车的位移为
A车的位移为
因,即两车速度相同时车仍在车后方,且之后车速度增大, 车速度
减小,故两车能避免相撞
当两车速度相同时,两车相距最近,此时两车距离为
经 典 习 题
33
课时作业
34
(限时40分钟)
1.大雾天气行车容易发生交通事故.在大雾中,一辆客车以 的速度在平直公路上
匀速行驶,一辆轿车以 的速度同方向在同一公路上驶来,轿车司机在距客车
时发现客车并立即紧急制动,为不使两车相撞,轿车的制动加速度至少为
( )
A. B. C. D.
[解析] 当两车共速时距离最短为零,此时两车恰不相碰,则 、
,解得 ,故选B.
√
课 时 作 业
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2.[2026·安徽部分学校开学考] 如图所示(俯视图), 时
刻兔子在水平面上的点以的速度垂直于 做匀
速直线运动,、间的距离,狼在水平面上从
A. B. C. D.
[解析] 若狼恰好捉兔成功,根据几何关系可知兔的位移为 ,解得
,狼的位移为,解得 ,所以狼从
点起跑的时刻为 ,故选B.
点做初速度为零的匀加速直线运动,其加速度大小为,方向与 的夹角
为 .若狼恰好捉兔成功,则狼从 点起跑的时刻为( )
√
课 时 作 业
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3.两质点从同一地点开始沿直线运动,图中①、②分别为两
质点的 图线,则两质点相距最远的时刻在( )
A. B. C. D.
[解析] 由图像可以看出,质点①一直沿正方向运动,先加
速后匀速;质点②先沿负方向加速,再沿负方向减速,
时减速到零,后开始沿正方向加速, 时两者速度相同.
由于内两者速度方向相反,所以两者间距逐渐增大; 内,质点②反向追
赶质点①,则质点②的速度小于质点①,所以两者间距继续增大; 后,由于质点②
的速度大于质点①,所以两者间距开始减小,故 时两者间距达到最大值,C正确.
√
课 时 作 业
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4.(多选)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动, 时经过路边的同一路标,下列位
移—时间图像和速度—时间图像对应的运动中,甲、乙两人在 时刻之
前能再次相遇的是( )
A. B. C. D.
√
√
课 时 作 业
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[解析] 对于A选项,甲、乙在时刻之前位移没有相等的时刻,即两人在 时刻之前
不能相遇,选项A错误;对于B选项,甲、乙在 时刻之前图像有交点,即此时位移相
等,即两人在时刻之前能再次相遇,选项B正确;因图像与 轴围成的面积表示
位移大小,则甲、乙在 时刻之前位移有相等的时刻,即两人能再次相遇,选项C正确;
因图像与轴围成的面积表示位移大小,由图像可知在 时刻之前甲的位移始终大
于乙的位移,则两人不能相遇,选项D错误.
课 时 作 业
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5.[2025·山东东营期末] 许多电动汽车都配备了“智驾”系统.当车距小于 时,汽车
主动刹车系统启动预判:车载电脑通过雷达采集数据,汽车经分析计算若保持原有运
动状态在后发生碰撞,则汽车会主动刹车.某智驾汽车以 的速度匀速
行驶,在汽车正前方相距处有一大货车,正以 的速度匀速行驶.
(1) 求经过多长时间,汽车主动刹车;
[答案]
[解析] ,设当两车相距时汽车开始主动刹车,则
设两车从相距到相距经过的时间为,有
解得
课 时 作 业
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5.[2025·山东东营期末] 许多电动汽车都配备了“智驾”系统.当车距小于 时,汽车
主动刹车系统启动预判:车载电脑通过雷达采集数据,汽车经分析计算若保持原有运
动状态在后发生碰撞,则汽车会主动刹车.某智驾汽车以 的速度匀速
行驶,在汽车正前方相距处有一大货车,正以 的速度匀速行驶.
(2) 若刹车时汽车的加速度大小为 ,通过计算判断是否会与货车相撞?若不会
相撞,求两车之间的最小距离.
[答案] 会相撞
[解析] 设开始刹车后经过时间汽车与货车速度相同,则有
在时间内,汽车前进距离
货车前进距离
计算得 ,所以会相撞
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6.[2025·吉林长春第二实验中学期末] 在某次极限运动表演时,某一极限跳伞运动员从
悬停的飞机中跳下,做自由落体运动,在 时打开降落伞,打开伞后运动员做匀
减速运动,加速度大小,运动员落地时速度刚好为0,重力加速度 取
.
(1) 求运动员前下落的高度和飞机距离地面的高度 ;
[答案] ;
[解析] 运动员前做自由落体运动,有,
打开伞后做匀减速运动,有
解得
得飞机距离地面的高度
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悬停的飞机中跳下,做自由落体运动,在 时打开降落伞,打开伞后运动员做匀
减速运动,加速度大小,运动员落地时速度刚好为0,重力加速度 取
.
(2) 若打开伞时飞机上掉下一个物体,物体也做自由落体运动,求物体落地前和运动
员间最大的竖直距离 ;
[答案]
[解析] 设物体经过时间与运动员速度相同,有
解得
此时物体落地前和运动员竖直距离最远,为
解得
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6.[2025·吉林长春第二实验中学期末] 在某次极限运动表演时,某一极限跳伞运动员从
悬停的飞机中跳下,做自由落体运动,在 时打开降落伞,打开伞后运动员做匀
减速运动,加速度大小,运动员落地时速度刚好为0,重力加速度 取
.
(3) 在(2)问的基础上通过计算说明运动员可不可以在空中抓住该物体(假设物体和运动
员在同一位置时就可以抓住物体).
[答案] 可以
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[解析] 从物体开始掉下,运动员在空中下落的时间
由得物体在空中下落的时间
因 ,可知物体掉落到地面时,运动员还在空中,故运动员可以在空中抓住
该物体
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7.(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示.已知两车在
时并排行驶,则 ( )
A.在 时,甲车在乙车后
B.在时,甲车在乙车前
C.两车另一次并排行驶的时刻是
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
√
√
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[解析] 在时,两车并排,由图可得在 时间内两车发生的位移大小相等,
说明在时,两车并排,由图像可得前 乙车位移大于甲车位移,且位移差
,在时,甲车在乙车前 ,选项A、C错误,
选项B正确;在时间内两车的平均速度 ,各自的位移
,选项D正确.
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8.假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶.甲车在前,乙车在后,速度均为
.甲、乙相距, 时刻甲车遭遇紧急情况后,甲、乙两车的
加速度随时间变化关系分别如图1、2所示.取运动方向为正方向.下列说法正确的是
( )
A. 时两车相距最近
B. 时两车速度不相等
C.时两车距离最近,且最近距离为
D.两车在 内会相撞
√
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[解析] 由题给图像画出两车的图像如图所示,由图像可知, 时两车速度相
等,此时距离最近,图中阴影部分面积表示 内两车位移之差,即
,即两车在 时距离
最近,最近距离为,故A、B错误,C正确;时,两车相距 ,
且甲车在前、乙车在后,在 内,甲车速度大于乙车速度,两车间距离越来越大,
故在 内,甲车一直在前,两车不会相撞,故D错误.
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9.[2026·四川南充高级中学开学考] 现有两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车甲、乙进
行实验,如图1所示,甲、乙两车开始时处于同一直线上相距一定距离的、 两点,
同时向右做匀加速直线运动,以乙车所在位置为坐标原点,沿运动方向建立 坐标轴,
甲、乙两车速度的平方随 的变化图像分别如图2、3所示.已知当两车间距超过
时,两车无法实现通信,忽略信号传递的时间.求:
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(1) 甲、乙两车运动的加速度大小、 ;
[答案] ;
[解析] 根据
结合题图2、3可得,甲车在点的初速度为
甲车的加速度大小为
乙车从点由静止开始运动,其加速度大小为
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9.[2026·四川南充高级中学开学考] 现有两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车甲、乙进
行实验,如图1所示,甲、乙两车开始时处于同一直线上相距一定距离的、 两点,
同时向右做匀加速直线运动,以乙车所在位置为坐标原点,沿运动方向建立 坐标轴,
甲、乙两车速度的平方随 的变化图像分别如图2、3所示.已知当两车间距超过
时,两车无法实现通信,忽略信号传递的时间.求:
(2) 甲、乙两车在相遇前的最大距离;
[答案]
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[解析] 两车相遇前当两车速度相等时相距最远,设经过 时间两车速度相等,则有
由运动学规律有
最大距离为
由题图2、3可知,甲、乙两车开始时相距
联立以上各式解得
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9.[2026·四川南充高级中学开学考] 现有两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车甲、乙进
行实验,如图1所示,甲、乙两车开始时处于同一直线上相距一定距离的、 两点,
同时向右做匀加速直线运动,以乙车所在位置为坐标原点,沿运动方向建立 坐标轴,
甲、乙两车速度的平方随 的变化图像分别如图2、3所示.已知当两车间距超过
时,两车无法实现通信,忽略信号传递的时间.求:
(3) 甲、乙两车在相遇前能保持通信的时间.
[答案]
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[解析] 设经过时间 乙车追上甲车,由运动学规律有
相遇时满足
解得
两车相遇前,设经过时间两车间距等于 ,则有
即
解得,
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即中间无法通信的时间为
所以两车相遇前能保持通信的时间为
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题型一
例1 (1)<m></m> (2)<m></m> (3)<m></m> 【拓展】<m></m> 例2 <m></m>
题型二
例3 BC 例4 BD
答 案 核 查
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基础巩固练
1.B 2.B 3.C 4.BC 5.(1)<m></m> (2)会相撞
6.(1)<m></m> <m></m> (2)<m></m> (3)可以
综合提升练
7.BD 8.C 9.(1)<m></m> <m></m> (2)<m></m> (3)<m></m>
答 案 核 查
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