内容正文:
主讲老师:
粤教版(2019)高中物理必修第一册课件
第二章:专题2
追及和相遇问题
物思理
同向运动的两个物体在相同时间内到达相同的位置,即后面的物体追上前面的物体即追及。
(2)不同位置出发
甲
乙
甲
乙
位移关系:S甲=S乙
S甲
S乙
(1)同一位置出发
甲
乙
甲
乙
S甲
S乙
S0
位移关系:S甲=S乙+S0
追及问题
物思理
相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体的距离时即相遇.
位移(大小)关系:S甲+ S乙= S
甲
乙
S
S甲
S乙
相遇问题
物思理
在同一平直公路上,有A、B两车,A车在前,B车在后,两车相距200m。
问题1:B车以10m/s的速度匀速,A车以10m/s速度匀速,则两车的间距△x: ;
不变
增大
减少
★记小结:①慢追快两车间距增大; ②快追慢两车间距减小
A
B
慢追快追不上
追不上
快追慢能追上
vA
vB
问题3 :B车以20m/s的速度匀速,A车以10m/s速度匀速,则两车的间距△x : ;
问题2 :B车以10m/s的速度匀速,A车以20m/s速度匀速,则两车的间距△x : ;
物思理
同向追及问题
同起点同向追及
不同起点同向追及
相向相遇问题
两种情形
两个关系
位移关系
时间关系
速度相等是能否追上、距离最远或者距离最近的临界条件,也是分析判断问题的切入点。
一个条件
实质:研究两物体能否在相同的时刻到达相同的空间位置的问题.
追及和相遇问题
画出运动草图,位移关系是列方程式的根本。(位移相同或有差值)
两物体运动时间是否相等,也是解题的关键。(同时运动或先后运动)
物思理
关于追及相遇问题有哪些常用的解题方法呢?
解题流程
时间关系式
速度关系式
位移关系式
物思理
解题方法
物思理
一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始加速行驶,恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来,从后边超过汽车。试求:
⑴汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?
此时距离是多少?
⑵汽车经过多少时间能追上自行车?
此时汽车的速度是多大?
汽车运动的位移又是多大?
例题
开始:V汽<V自,两车间距 ,直至V汽=V自,两车间距 ,之后V汽>V自,两车间距 。
增大
最大
减少
物思理
⑴当汽车的速度与自行车的速度相等时,两车之间的距离最大。设经时间t1 两车之间的距离最大。则:
解得
⑵
解法一:公式法
解析
设经时间t 汽车追上自行车
物思理
a=
⑴v-t图像的斜率表示物体的加速度
当=2s时两车的距离最大
2t0
⑵由图可知汽车经过4S追上自行车;此时汽车的速度是;汽车运动的位移。
解析
解法二:图像法
物思理
练习1、经检测,汽车A以20m/s的速度在平直公路上行驶,紧急制动后4.0s能停下。现在汽车A在平直公路上以20m/s的速度行驶,发现前方21m处有一货车B正以5m/s的速度同向匀速行驶,因该路段只能通过一辆车,汽车A司机立即制动。问会否发生撞车事故?
解:设汽车A制动后4.0s的位移为xA,货车B在这段时间内的位移为xB。则有:
A车的位移 xA=(vA/2)t=(20/2)×4m=40m
B车的位移 xB=vBt=5×4m=20m
两车位移差为 △x= xA-xB=40m-20m=20m < x0=21m
所以两车不会相撞。
错!
物思理
货车B位移
因为
所以,两车会发生撞车事故。
此时汽车A位移
解:规定汽车A初速度方向为正方向。由题意得
汽车A制动时的加速度为
当汽车A速度与货车B速度相等时,所用时间为
物思理
《金牌》52页【典例2】 A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10 m/s,B车在后,其速度为vB=30 m/s.因大雾能见度低,B车在距A车700 m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但要经过1 800 m B车才能停止.问A车若按原速度前进,两车是否会相撞?说明理由.
思路点拨:当两列火车速度相同时是一个临界点,看这时能不能相撞.
物思理
两车的位移关系
sB=1 600 m>sA+s0=1 500 m
所以A、B两车在速度相同之前已经相撞.
物思理
分析追及、相遇类问题时,要注意抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件.
若被追赶的物体做匀减速直线运动,一定要注意,被追上前该物体是否已经停止运动。
题目分析
追及和相遇问题
注意
物思理
【例题1】(多选)两物体在同一直线上,同时由同一位置向同一方向运动,其速度图像如图所示,下列说法中正确的是 ( )
A. 开始阶段B跑在A的前面, 20 s后
B落在A后面
B. 20 s末B追上A,且A、B速度相等
C. 40 s末A追上B
D. 在A追B之间的20 s末,两物体相
距最远
CD
物思理
【例题2】甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,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(如图所示),直线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20 s的运动情况。关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是 ( )
C
A.在0~10 s内两车逐渐靠近 B.在10~20 s内两车逐渐远离C.在5~15 s内两车的位移相等D.在t=10 s时两车在公路上相遇
物思理
【例题3】甲、乙两辆车t=0时刻相距1000m,甲车在后,乙车在前,在同一条公路上做匀变速直线运动,它们的v-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.乙车比甲车早出发8sB.两辆车在t=36s时速度相等C.两辆车会相撞D.甲车停下时,两车相距最
近,相距191m
B
物思理
【例题4】汽车正在以10 m/s的速度在平直的公路上匀速前进,在它的正前方x处有一辆自行车以4 m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做a=-6m/s2的匀变速运动,若汽车恰好碰不上自行车,则x的大小为 ( )
A.8.33 m B.3 m
C.3.33 m D.7 m
B
物思理
【例题5】一步行者以6.0 m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车,在跑到距汽车25 m处时,绿灯亮了,汽车以1.0 m/s2的加速度匀加速启动前进,则( )
A.人能追上公共汽车,追赶过程中人跑了36 m
B.人不能追上公共汽车,人、车最近距离为7 m
C.人能追上公共汽车,追上车前人共跑了43 m
D.人不能追上公共汽车,且车开动后,人车距离越来越远
B
物思理
【例题6】在水平轨道上有两列火车A和B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车同时做初速度为零、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满足什么条件。
物思理
利用位移公式、速度公式求解
对A车:xA=v0t+×(-2a)×t2,vA=v0+(-2a)×t,
对B车:xB=at2,vB=at,
两车位移关系有x=xA-xB,
追上时,两车不相撞的临界条件是vA=vB
联立以上各式解得v0=
故要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件:v0<
方法一:临界法
物思理
利用判别式求解
由解法一可知:xA=x+xB,
即v0t+×(-2a)×t2=x+at2,
整理得3at2-2v0t+2x=0。
这是一个关于时间t的一元二次方程,当根的判别式:
Δ=(-2v0)2-4·3a·2x<0时,t无实数解
即两车不相撞,所以要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件是v0<
方法二:函数法
物思理
1.警员发现前方75m处的货车严重超载,货车以10m/s的速度匀速行驶,警员以2m/s2的加速度启动加速运动,求:
(1)警员多长时间追上货车?
(2)警员追上货车前与货车最远距离是多少?
物思理
2.甲、乙两车相距12m,乙车在前,甲车在后,同时向同一方向运动,其中,甲以10m/s的速度匀速行驶,乙以4m/s2的加速度由静止启动做匀加速直线运动,两车是否相撞?
物思理
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物思理
[解析] 由题意可知,两车不相撞的速度临界条件是B车减速到与A车的速度相等时未相撞.
aB=eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(B)) eq \f(v,2s)
=0.25 m/s2
B车减速至vA=10 m/s的时间t=80 s
在这段时间内A车的位移为
sA=vAt=800 m
这段时间内B车的位移为
sB=vBt- eq \f(aBt2,2)=1 600 m
$