追击相遇问题情形分类详解
追击和相遇问题

图象法
相对运动法
三 追及避碰的条件 :
是两个物体在追赶过程中处在同一位置 .
四 分析追及避碰问题应注Байду номын сангаас的几个问题
(1)抓住“一个条件,两个关系” 一个条件是两物体速度相对满足的临界条件 两个关系是指时间关系和位移关系 (2)仔细审题,“抓字眼” 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
追击和相遇问题
一 追及问题中常有三种情况:
(1)匀加速直线运动的物体甲追赶同方向 的匀速直线运动的物体乙.这种情形,甲一定 能追上乙,在追上前两者有最大距离的条件是 两物体速度相等,即v甲=v乙; (2)匀速直线运动的物体甲追赶同方向运 动的匀加速的物体乙.这种情况存在一个恰好 追上或恰好追不上的临界条件是两物体速度相 等,即v甲=v乙. (3)匀速运动的物体追赶同方向的匀减速 运动的物体时,同(2)中情形.
(3)注意运动图象的运用
[例2]甲、乙两车同时从同一地点 出发,甲以16 m/s的初速度、2 m/s2 的加速度做匀减速直线运动;乙以4 m/s的初速度、1 m/s2的加速度和甲车 同向做匀加速直线运动.求两车再次 相遇前两车的最大距离和两车相撞时 运动的时间.
[例1]甲、乙两车从同一地点同向 行驶,但是甲车做匀速直线运动,其速 度为v=20 m/s,乙车在甲车行驶至距 离出发地200 m处时开始以初速度为零, 加速度为a=2 m/s2追甲.求乙车追上 甲车前两车间的最大距离及经过多长时 间追上甲车.
二 解决追及、避碰问题的一般方法
分析法 二次函数极值法
追击相遇问题情形分类详解

追擊相遇情形分類1.追及問題追和被追の兩物體の速度相等(同向運動)是能否追上及兩者距離有極值の臨界條件。
第一類:速度大者減速(如勻減速直線運動)追速度小者(如勻速運動):(1)當兩者速度相等時,若追者位移仍小於被追者位移,則永遠追不上,此時兩者間有最小距離。
(2)若兩者位移相等,且兩者速度相等時,則恰能追上,也是兩者避免碰撞の臨界條件。
(3)若兩者位移相等時,追者速度仍大於被追者の速度,則被追者還有一次追上追者の機會,其間速度相等時兩者間距離有一個最大值。
第二類:速度小者加速(如初速度為零の勻加速直線運動)追速度大者(如勻速運動):(1)當兩者速度相等時有最大距離。
(2)若兩者位移相等時,則追上。
2.相遇問題(1)同向運動の兩物體追上即相遇。
(2)相向運動の物體,當各自發生の位移大小之和等於開始時兩物體の距離時即相遇。
3.追及和相遇問題の求解思路在追及和相遇問題中各物體の運動時間、位移、速度等都有一定の關係,這些關係是解決問題の重要依據。
解答此類問題の關鍵條件是:兩物體能否同時到達空間某位置(兩個運動之間の位移和時間關係),因此應分別對兩物體進行研究,列出位移方程,然後利用時間關係、速度關係、位移關係來處理。
其中速度關係特點是關鍵,它是兩物體間距最大或最小,相遇或不相遇の臨界條件。
基本思路是:①分別對兩物體研究;②畫出運動過程示意圖;③列出位移方程;④找出時間關係、速度關係、位移關係;⑤解出結果,必要時進行討論.(1)追及問題a) 根據追逐の兩個物體の運動性質,列出兩個物體の位移方程,注意將兩物體在運動時間上の關係反映在方程中。
b)由簡單の圖示找出兩物體位移間の數量關係(例如追及物體A與被追及物體B開始相距為Δx,當追上時,位移關係為x A=x B+Δx)。
然後解聯立方程得到需要求の物理量。
c)速度小者加速追速度大者,在兩物體速度相等時有最大距離;速度大者減速追速度小者,在兩物體速度相等時有最小距離,速度相等往往是解題の關鍵條件。
高中物理-四类追及、相遇问题的归纳与总结

三类追及、相遇问题追及、相遇问题的特点:讨论追及、相遇的问题,其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置问题。
一定要抓住两个关系:即时间关系和位移关系。
一个条件:即两者速度相等,它往往是物体间能否追上、追不上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断的切入点。
这类问题通常有以下几种类型。
一、匀减速运动的物体追同向匀减速运动的物体追赶者不一定能追上被追者,但在两物体始终不相遇,当后者初速度大于前者初速度时,它们间有相距最小距离的时候,两物体在运动过程中总存在速度相等的时刻。
例题1、甲、乙两物体相距s ,在同一直线上同方向做匀减速运动,速度减为零后就保持静止不动。
甲物体在前,初速度为v 1,加速度大小为a 1。
乙物体在后,初速度为v 2,加速度大小为a 2且知v 1<v 2,但两物体一直没有相遇,求甲、乙两物体在运动过程中相距的最小距离为多少? 解析:若是2211a v a v ≤,说明甲物体先停止运动或甲、乙同时停止运动。
在运动过程中,乙的速度一直大于甲的速度,只有两物体都停止运动时,才相距最近,可得最近距离为:22212122a v a v s s -+=∆。
,。
浪费 若是11a v <22a v ,说明乙物体先停止运动,那么两物体在运动过程中总存在速度相等的时刻,此时两物体相距最近,根据v =v 1-a 1t =v 2-a 2 t ,求得1212a a v v t --=。
在t 时间内,甲的位移t v v s 211+=;乙的位移t v v s 222+=,代入表达式Δs =s +s 1-s 2。
求得()12122a a v v s s ---=∆。
本题是一个比较特殊的追及问题(减速追减速)。
求解时要对各种可能的情况进行全面分析,先要建立清晰的物理图景。
本题的特殊点在于巧妙地通过比较两物体运动时间的长短寻找两物体相距最近的临界条件。
二、匀减速运动的物体追同向匀速运动物体若二者速度相等时,追赶者仍没有追上被追赶者,则追赶者永远追不上被追赶者,此时二者有最小距离;若二者相遇(即达到同一位置)时,追赶者的速度等于被追赶者的速度,则刚好追上,也是二者避免碰撞的临界条件;若二者相遇时,追赶者的速度仍大于被追赶者的速度,则还有一次被被追赶者追上追赶者的机会,其间速度相等时二者的距离有一个最大值。
追击相遇问题

解法二
(相对运动法):
选择一个物体为参照物研究另一个物体的运动,根据 临界速度的道理,可知只需从开始到速度相等的过程中 ,分析其相对速度、相对加速度以及相对位移,再应用
匀变速运动规律公式求解.
以A车为参照物,研究B车从开始到减速到v1的运动位
移x.
初速v0=12 m/s、末速度vt=0、加速度为a=-0.1 m/s2
系式有0-v=2aL0,解得刹车加速度为a=-0.1 m/s2;
(0-v2) 刹车需时间为t= =200 s a
在t=200 s时间内,AB两车的位移分别为: xA=v1t =1 600 m,sB=2 000 m 显然有xA+L>xB,则两车不相撞.
【剖析】 开始A车在前、B车在后.B车在
速度减小到v1=8 m/s之前,属于快车追慢车;
1-1 火车以速率V1向前行驶,司机突然发现在前 方同一轨道上距车为S处有另一辆火车,它正沿 相同的方向以较小的速率V2作匀速运动,于是 司机立即使车作匀减速运动,加速度大小为a,要 使两车不致相撞,求出a应满足关式。
变式训练: 2-1:2011年7月23日晚,甬温线永嘉站至温州南站 间,北京南至福州的D301次动车组与杭州至福州南的 D3115次动车组发生追尾事故.事故发生前D3115次动 车组正以20 km/h的行车速度在铁路上匀速行驶,而 D301次动车组驶离永嘉站2分钟后,车速达到216 km/h,开始匀速行驶.不幸的是几分钟后就发生了追 尾事故. (1)如果认为D301次动车组以恒定加速度从静止驶离 永嘉车站,求D301的启动加速度和加速距离; (2)已知动车组紧急制动时的加速度大小为3 m/s2, D301正常行驶后,为了避免事故发生,应至少距离 D3115多远时开始刹车才有可能避免事故发生? (20 km/h≈5.6 m/s)
高中物理:追击、追及和相遇问题

高中物理:追击、追及和相遇问题一、追击问题追和被追的两物体的速度相等(同向运动)是能追上、追不上,两者距离有极值的临界条件:1、做匀减速直线运动的物体追赶同向做匀速直线运动的物体.(1)两物体的速度相等时,追赶者仍然没有追上被追者,则永远追不上,这种情况下当两者的速度相等时,它们间的距离最小.(2)两物体的速度相等时,如它们处在空间的同一位置,则追赶者追上被追者,但两者不会有第二次相遇的机会.(3)若追赶者追上被追者时,其速度大于被追者的速度,则被追者还可以再追上追赶者,两者速度相等时,它们间的距离最大.2、初速度为零的匀加速直线运动追赶同向做匀速直线运动的物体.(1)追上前,两者的速度相等时,两者间距离最大.(2)后者与前者的位移大小之差等于它们初始位置间的距离时,后者追上前者.二、相遇问题1、同向运动的两物体追及即相遇.2、相向运动的物体,当各自发生位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇.例1、两辆车同时同地同向做直线运动,甲以4m/s的速度做匀速运动,乙由静止开始以2m/s2的加速度做匀加速直线运动. 求:(1)它们经过多长时间相遇?相遇处离原出发地多远?(2)相遇前两物体何时距离最大?最大距离多少?解析:(1)经过t时间两物体相遇,位移为s,根据各自的运动规律列出方程:代入数据可得t=4s,s=16m.(2)甲乙经过时间t'它们之间的距离最大,则从上面分析可知应该满足条件为:,,解得:此时它们之间最大距离为什么当时,两车间的距离最大?这是因为在以前,两车间距离逐渐变大,当以后,,它们间的距离逐渐变小,因此当时,它们间的距离最大.例2、羚羊从静止开始奔跑,经过50m的距离能加速到最大速度为25m/s,并能保持一段较长的时间;猎豹从静止开始奔跑,经过60m的距离能加速到最大速度30m/s,以后只能维持这一速度4.0s. 设猎豹距羚羊x时开始攻击,羚羊在猎豹开始攻击后1.0s才开始奔跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线奔跑,则:(1)猎豹要在减速前追到羚羊,x值应在什么范围?(2)猎豹要在其加速阶段追到羚羊,x值应在什么范围?解析:解决这类题目,关键是要读懂题目,比如:猎豹在减速前一共用了多长时间,减速前的运动是何种运动等等.(1)由下图可知,猎豹要在减速前追到羚羊:对猎豹:,对羚羊同理可得:,即;当x≤55m时,猎豹能在减速前追上羚羊(2)猎豹要在其加速阶段追到羚羊,则:对猎豹:对羚羊:则:即:当x≤31.9m时,猎豹能在加速阶段追上羚羊.。
追击相遇问题

A与B两个质点向同一方向运动,A做初速为 零的匀加速直线运动,B做匀速直线运动.开 始计时时,A、B位于同一位置,则当它们再 次位于同位置时:( BCD )
A.两质点速度相等 B.A与B在这段时间内的平均速度相等. C.A的即时速度是B的2倍. D.A与B的位移相等.
某人骑自行车,v1=4m/s,某时刻在他前 面7m处有一辆以v2=10m/s行驶的汽车开始关 闭发动机,a=2m/s2,问此人多长时间追上 汽车 ( C ) A、6s B、7s C、8s D、9s
注意“刹车”运动的单向性!
一车从静止开始以1m/s2的加速度前进,车 后相距x0为25m处,某人同时开始以6m/s的速 度匀速追车,能否追上?如追不上,求人、 车间的最小距离。
x汽
△x
v汽 at v自
v自
1 xm x自 x汽 v自t at 6 2m 3 22 m 6m 2 2
2
6 t s 2s a 3 1
x自
那么,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?
v汽 aT 12 m / s 2v自 1 2 v自T aT t 4s 1 2 2 a s汽 aT =24 m
二、例题分析
例题: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: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?此时距离是多少车之间的距离最大。设 经时间t两车之间的距离最大。则
追击与相遇问题
一、解题思路
讨论追击、相遇的问题,其实质就是分析讨论 两物体在同一时刻能否到达同一位置的问题。
追击相遇问题知识点总结

追击相遇问题知识点总结
追击相遇问题是数学中较为常见的几何问题,通常涉及到两个物体在同一直线
上追逐的情况。
以下是追击相遇问题的一些核心知识点总结:
1. 相对速度:追击相遇问题中,我们需要计算追赶者与被追赶者的相对速度。
这可以通过将两者的速度相减得出。
2. 时间关系:追赶者通常会追上被追赶者,因此我们关注的是时间的关系。
如
果我们能够确定他们相遇的时间,就能解决问题。
3. 距离关系:追击相遇问题中,我们通常需要确定两者的初始距离以及相遇时
的距离。
这些信息可以帮助我们计算出相遇的时间。
4. 运动方向:追击相遇问题中,我们需要考虑追赶者和被追赶者的运动方向。
这可以通过正负号来表示,正号表示正向运动,负号表示反向运动。
5. 使用方程:追击相遇问题通常可以通过建立方程来解决。
我们可以利用速度、时间和距离的关系来建立方程,从而求解问题。
总的来说,追击相遇问题要求我们理解速度、时间、距离和运动方向的关系,
并能够灵活运用这些关系来解题。
熟练掌握以上知识点,可以帮助我们解决各种追击相遇问题。
一轮精品:追击和相遇问题

追击和相遇问题【知识梳理】1、追及相遇的特点:两物体在同一直线上运动,他们之间的距离发生变化时,可能出现最大距离、最小距离或者是距离为零的情况,这类问题称为追及、相遇问题.2、追及相遇的分类:(1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动)①两者速度相等时,追者位移仍小于被追者位移与初始间距之和,则永远追不上,此时二者间有最小距离.②若速度相等时,若追者位移恰等于被追者位移与初始间距之和,则刚好追上,也是二者相遇时避免碰撞的临界条件.③若相遇时追者速度仍大于被追者的速度,则被追者还能再一次追上追者,二者速度相等时,二者间距离有一个较大值.(2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动)①当两者速度相等时二者间有最大距离.②当追者位移等于被追者位移与初始间距之和时,即后者追上前者(两物体从同一位置开始运动)即相遇.3、追及相遇中的“一个条件,两个关系”:(1)一个条件:追和被追的两者的速度相等时常是能追上、追不上、二者距离有极值(最大或最小)的临界条件.(2)两个关系:时间关系与位移关系。
(其中通过画草图找到两物体位移之间的关系)4、处理追及相遇问题的基本解题思路:(1)根据对两物体运动过程的分析,画出两物体的运动示意图;(2)根据物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程;(3)由运动示意图找出两物体位移间方程;(4)联立方程求解。
【典型例题】【例1】甲、乙两车同时从同一地点出发,向同一方向运动,其中甲以10 m/s的速度匀速行驶,乙以2 m/s2的加速度由静止启动,求:(1)经多长时间乙车追上甲车?此时甲、乙两车速度有何关系?(2)追上前经多长时间两者相距最远?此时二者的速度有何关系?【例2】一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s ,要想在3min 内由静止起沿一平直公路追上前面1000m 处正以20m/s 的速度匀速行驶的汽车,则摩托车必须以多大的加速度启动?【例3】汽车正以10m/s 的速度在平直的公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以4m/s 的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为6m/s 2的匀减速直线运动,汽车恰好不碰上自行车,求关闭油门时汽车离自行车多远?【例4】经检测汽车A 的制动性能:以标准速度20m/s 在平直公路上行使时,制动后40s 停下来。
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追击相遇情形分类1.追及问题追和被追的两物体的速度相等(同向运动)是能否追上及两者距离有极值的临界条件。
第一类:速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动):(1)当两者速度相等时,若追者位移仍小于被追者位移,则永远追不上,此时两者间有最小距离。
(2)若两者位移相等,且两者速度相等时,则恰能追上,也是两者避免碰撞的临界条件。
(3)若两者位移相等时,追者速度仍大于被追者的速度,则被追者还有一次追上追者的机会,其间速度相等时两者间距离有一个最大值。
第二类:速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动):(1)当两者速度相等时有最大距离。
(2)若两者位移相等时,则追上。
2.相遇问题(1)同向运动的两物体追上即相遇。
(2)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。
3.追及和相遇问题的求解思路在追及和相遇问题中各物体的运动时间、位移、速度等都有一定的关系,这些关系是解决问题的重要依据。
解答此类问题的关键条件是:两物体能否同时到达空间某位置(两个运动之间的位移和时间关系),因此应分别对两物体进行研究,列出位移方程,然后利用时间关系、速度关系、位移关系来处理。
其中速度关系特点是关键,它是两物体间距最大或最小,相遇或不相遇的临界条件。
基本思路是:①分别对两物体研究;②画出运动过程示意图;③列出位移方程;④找出时间关系、速度关系、位移关系;⑤解出结果,必要时进行讨论.(1)追及问题a) 根据追逐的两个物体的运动性质,列出两个物体的位移方程,注意将两物体在运动时间上的关系反映在方程中。
b)由简单的图示找出两物体位移间的数量关系(例如追及物体A与被追及物体B开始相距为Δx,当追上时,位移关系为x A=x B+Δx)。
然后解联立方程得到需要求的物理量。
c)速度小者加速追速度大者,在两物体速度相等时有最大距离;速度大者减速追速度小者,在两物体速度相等时有最小距离,速度相等往往是解题的关键条件。
(2)相遇问题a) 列出两物体的位移方程,方程反映两物体运动时间之间的关系,列方程时对不同对象可选不同正方向,只要注意从物理意义上保证方程正确。
b) 利用两物相遇时必处于同一位置,寻找两物体位移间的数量关系(例如相向运动的两物体位移大小之和等于两物体开始时的距离)。
然后解联立方程得待求的物理量。
一、追及问题1.速度小者追速度大者匀速追匀减速2.速度大者追速度小者开始追及时,后面物体与前面物体间的距离在减小,当两物体速度相等时,即t=t0时刻:①若Δx=x0,则恰能追及,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞的临界条件②若Δx<x0,则不能追及,此时两物体最小距离为x0-Δx③若Δx>x0,则相遇两次,设t1时刻Δx1=x0,两物体第一次相遇,则t2时刻两物体第二次相遇①表中的Δx是开始追及以后,后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移;②x0是开始追及以前两物体之间的距离;③t2-t0=t0-t1;④v1是前面物体的速度,v2是后面物体的速度.二、相遇问题这一类:同向运动的两物体的相遇问题,即追及问题.第二类:相向运动的物体,当各自移动的位移大小之和等于开始时两物体的距离时相遇.解此类问题首先应注意先画示意图,标明数值及物理量;然后注意当被追赶的物体做匀减速运动时,还要注意该物体是否停止运动了.1.、A、B两辆汽车在平直公路上朝同一方向运动,如图所示为两车运动的图象。
下面对阴影部分的说法正确的是()A.若两车从同一点出发,它表示两车再次相遇前的最大距离B.若两车从同一点出发,它表示两车再次相遇前的最小距离C.若两车从同一点出发,它表示两车再次相遇时离出发点的距离D.表示两车出发时相隔的距离2.、a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图象如图所示,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200 m3.、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,看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、sB、2sC、3sD、4s4.、A、B两车停在同一点,某时刻A车以2m/s2的加速度匀加速开出,3s后B车同向以3m/s2的加速度开出,问:B车追上A车之前,在启动后多少时间两车相距最远,最远距离是多少?5.、有一辆汽车,在平直公路上以速度v1做匀速直线运动,司机发现正前方距离为L的不太远处,有一辆以速度v2与汽车同向匀速行驶的自行车。
若v2 <v1,为了不使汽车撞上自行车,司机立即刹车,做匀减速运动。
问加速度a 的大小应满足什么条件才能不相撞?6、甲乙两车从同一处开始沿同方向运动,甲车做速度为v=10m/s的匀速直线运动,乙车做初速为v0=2m/s、加速度a=2m/s2的匀加速运动,试求:(1)当乙车速度多大时,乙车落后于甲车的距离最大?落后的最大距离是多少?(2)当乙车速度多大时,乙车追上甲车?乙车追上甲车需多少时间?7.一辆汽车在十字路口遇红灯,当绿灯亮时汽车以4m/s2的加速度开始行驶,恰在此时,一辆摩托车以10m/s的速度匀速驶来与汽车同向行驶,汽车在后追摩托车,求:(1)汽车经过多少时间能追上摩托车?此时汽车的速度是多大?(2)汽车从路口开始加速起,在追上摩托车之前两车相距的最大距离是多少?8.汽车从静止开始以a=1m/s2的加速度前进,车后相距25处,某人同时开始以v=6m/s的速度匀速追赶汽车,能否追上?若追不上,求人、车间的最小距离?1、A解析:在图象中,图象与时间轴所包围的图形的面积表示位移,两条线的交点为二者速度相等的时刻,若两车从同一点出发,则题图中阴影部分的面积就表示两车再次相遇前的最大距离,故A正确。
2、C解析:由图知:a、b加速时,a的加速度,b的加速度,,故A错。
20 s时,a的速度为40 m/s,b的速度为零,在以后的运动中,两者距离仍增大,B错。
60 s时,a的位移,b的位移,,所以C对。
40 s时,a的位移,b的位移,两者相距,D错。
3、B解析:前车刹车的位移后车在前车刹车过程中匀速行驶位移刹车过程的位移后车的总位移则4、解析:设A启动后ts两车相距最远,由位移公式A车的位移:B车的位移:两车间的距离由数学知识可知,当t=9/(0.5×2)=9(s)时x有极大值其最远距离x=-40.5+81-13.5=27(m)另解:据速度公式,A车的速度v A=v B时,两车相距最远即a A t=a B(t-3),得t=3a B/(a B-a A)=9s 代入上述公式也可求出结果。
5、解析:解法一、汽车刹车后虽然做匀减速运动,但在汽车的速度减少到相等之前,两车的距离仍在逐渐减小;当汽车的速度减小到小于自行车的速度时,两年的距离逐渐增大,因此当两车的速度相同时的距离为最小。
若汽车的加速度太小时,则会出现汽车的速度减为和自行车的速度相同的之前就追上自行车而发生了事故;若汽车的加速度较大时,则会出现汽车的速度减为和自行的速度相同的时候仍未追上自行车,而不会发生事故;如果加速度的大小适当,就会出现两车的速度相等的时候,汽车恰好追上自行车而不相撞的临界状态。
所以两车不相撞的临界条件是①后车追上前车,即到达同一位置;②后车的速度等于前车的速度。
设此时的加速度为a,则有解得所以当时两车不会相碰撞解法二:以自行车为参照物,刹车的时候汽车相对于自行车的速度为,做加速度为a的匀减速运动。
当汽车相对汽车的速度减为零时,若相对的位移是x≤L,则不会碰撞。
因此整理得:6思路点拨:画出运动情景如图:乙车做加速运动,速度逐渐增大,当乙车速度小于甲车速度时,两者距离越来越大,而当乙车速度大于甲速度时,两车距离越来越小。
所以当甲、乙两车速度相等时,两者距离最大。
解析:解法一设经过时间t两车速度相等,则:v=v0+at 得:t=4s;此时甲车位移:x甲=vt=40m,乙车位移x乙=v0t+ at2=24m 相距最大距离:Δx=x甲-x乙=16m。
设经过时间tˊ追上,则有vtˊ=v0tˊ+atˊ2得:tˊ=8s此时乙车的速度:vˊ=v0+atˊ=18m/s解法二设经过时间t,两者间距离Δx=vt-(v0t+at2)=(v-v0)t-at2∴Δx是t的二次函数由数学知识知:当时,Δx有最大值,Δx m=16m当Δx=0 即时,甲、乙两车相遇 .此时乙车速度:vˊ=v0+atˊ=18m/s。
解法三利用速度图像。
作出甲、乙两车的速度图像如图所示,图线与横轴所围“面积”表示位移大小,甲、乙两车与横轴所围“面积”之差(即图中斜线部分)就表示两者间距。
由图可知,当t=4s时两者相距最远,为,当t=8s时,“面积”差为零,即表示甲、乙两相遇,此时乙车的速度vˊ=18m/s。
总结升华:(1)要养成根据题意画出物体运动情景图的习惯,特别对较复杂的运动,画出草图可使运动过程直观,便于分析研究问题。
(2)追及、相遇问题是运动学规律的典型应用。
两物体在同一直线上的追及、相遇或避免碰撞中的关键问题是:两物体能否同时到达空间同一位置。
因此应分别研究两物体的运动,列方程,然后利用时间关系、速度关系、位移关系求得。
关键是分析两物体的速度关系,追和被追两者的速度相等常是能追上、追不上、二者距离有极值的临界条件。
(3)在追及问题中,常常要求最远距离或最小距离,常用的方式有数学方法和物理方法,应用数学方法时,应先列出函数表达式,再求表达式的极大值或极小值。
应用物理方法时,应分析物体的具体运动情况,两物体运动的速度相等时,两物体间的相对距离有极大值或极小值。
(4)追及、相遇问题也可以借助图象分析,用图像法解题不但形象直观、快速准确,而且还可以避免繁杂的中间运算过程。
7. 解析:用A代表摩托车,B代表汽车,画出运动情景如图所示:(1)设两车经过t时间后相遇在此时间内摩托车的位移为,在此时间内汽车的位移为,两车相遇,即,代入数据,解得:(2)设经过t时间后两车的距离为,则,配方得,当时,最大,等于12.5m。
另解:摩托车和汽车的速度图线分别如图中A、B所示,易知当t=2.5s时,A、B的速度相等,当t=5s时,A、B的位移相等,即A、B相遇。
在相遇前,A的位置在B之前,在0-2.5s,A的速度大于B, A和B的距离越来越大;在2.5s-5s, B的速度大于A,A和B的距离越来越小。
所以当t=2.5s,A和B的速度相等时,距离最大,即图中阴影部分的三角形面积:。