广东省深圳市龙岗区2019-2020年人教版高一物理必修1第二章专题追及相遇与图象(含答案解析) 联系客服

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广东省深圳市龙岗区2019-2020年人教版高一物理必修1第二章专题追及相遇与图象(含答案解析)

⑵ 若?x?x0,则不能追及,此时 两物体最小距离为x0??x 匀减速追匀加速 ⑶ 若?x?x0,则相遇两次,设t1时 刻?x1?x0,两物体第一次相遇,则t2时刻两物体第二次相遇 说明:⑴ 速度小者追速度大者表中的?x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

⑵ x0是开始追及以前两物体之间的距离 ⑶ t2?t0?t0?t1

⑷ v1是前面物体的速度,v2是后面物体的速度。 2.两种典型情况的临界条件

⑴ 初速度小者加速追初速度大者:追上前,两个物体速度相等时,有最大距离;

⑵ 初速度大者减速追赶初速度小者:追上前在两个物体速度相等时,有最小距离。即必须在此之前追上,否则就不能追上。 ****************************************************************************************

例题精讲

例题说明:例7结合图象定性考察追及相遇的位移关系、速度关系等;例8是一道比较常规的追及相遇问题,重点让学生练习解决问题的基本方法,本题用公式和图象都可以解决;例9是涉及两个运动过程的追及相遇问题;例10、例11两道题涉及到两种不同的减速陷阱,学生很容易错,建议老师重点讲解;例12是自由落体的追及问题,例13是自由落体和竖直上抛的相遇问题,而且是两个有长度的物体的相遇问题。 【例7】

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0:20s的运动情况。关于两车之间的位置关系,下列说法中正确的是

A.在0:10s内两车逐渐靠近

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B.在10s:20s内两车逐渐远离 C.在5s:15s内两车的位移相等 D.在t?10s时两车在公路上相遇

【解析】 由v?t图象可知,0:10s内,v乙?v甲两车逐渐远离,10:20s内,v甲?v乙两车逐渐靠近,

故A、B均错;v?t图象与时间轴所围成的面积表示位移,5:15s内,两图线与t轴包围的

面积相等,故两车的位移相等,C对;t?20s时,两车的位移再次相等,两车再次相遇,故D错。

【答案】 C 【例8】

汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶,恰有一自行车以6m/s的速度从车边匀速驶过。

⑴ 汽车从运动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远?此时距离是多少? ⑵ 什么时候追上自行车,此时汽车的速度是多少?

【解析】 ⑴ 解法一:

汽车开动时速度由零逐渐增大,而自行车速度是定值,当汽车速度还小于自行车速度时,

两者的距离越来越大,当汽车的速度大于自行车速度时,两者距离越来越小,所以当两车

v的速度相等时,两车的距离最大,有v汽车=at=v自行车,所以t?自行车?2s,

a1?x?x自行车?x汽车=x自行车?t?at2?6m

2解法二:图象法

画出汽车和自行车的v?t图,当ts时两车速度相等。 v汽车?at?6即t?2s时两车的位移差最远?x?1?2?6?6m 2⑵ 由图象可知,当t?4s时汽车追上自行车,v汽车=12m/s。

【答案】 ⑴ 2s、6m ⑵ 4s、v汽车=12m/s 【例9】

一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警

车的行驶速度必须控制在90km/h以内。问:

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⑴ 警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少? ⑵ 判定警车在加速阶段能否追上货车?(要求通过计算说明) ⑶ 警车发动后要多长时间才能追上货车?

【解析】 ⑴ 警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时。它们的距离最大,设警车发动

后经过t1时间两车的速度相等。则t1?10s货=(5.5+4)?10m=95ms=4s2.5

11s警=at12??2.5?42m=20m所以两车间的最大距离?s?s货?s警=75m

22121?=(5.??s警?,故此时警车尚?=at2⑵ s货5+10)?10m=155m s警??2.5?102m=125m因为s货22未赶上货车 ??s警??30m,警车达到最大速度后做匀速运动,⑶ 警车刚达到最大速度时两车距离?s??s货设再经过?t时间追赶上货车。则:?t=?s'=2s vm?v所以警车发动后要经过t=t2+?t=12s才能追上货车

【答案】 ⑴ ?s?s货?s警=75m ⑵ 不能 ⑶ t=t2+?t=12s

【例10】 甲、乙两车相距40.5m,同时沿平直公路做直线运动,甲车在前,以初速度v1?16m/s,

加速度a1?2m/s2作匀减速直线运动,乙车在后,以初速度v2?4.0m/s,加速度a2?1.0m/s2与甲同向作匀加速直线运动,求: ⑴ 甲、乙两车相遇前相距的最大距离; ⑵ 乙车追上甲车经历的时间。

【解析】 ⑴ 乙两车速度相等时距离最大:v1?a1t?v2?a2t,解得:t1?4.0s

11前4s内,甲车 x1?v1t1?a1t12?48m,乙车 x2?v2t1?a2t12?24m

22所以?xmax?x?x1?x2?64.5m。 ⑵ 甲车运动的时间t2?v1?8s a1甲车位移 x1??v1t2?64m 211 / 15

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1乙车位移 x2??v2t2?a2t22?64m

2甲停止时甲、乙两车相距 x?40.5m

甲车停后,乙车以v2??v2?a2t2?12m/s为初速度作匀加速直线运动 1x?v2?t3?a2t32 得t3?3s

2乙车追上甲车时间t?t2?t3?11.0s。

【答案】 64.5m 11.0s

【例11】 在铁轨上有甲、乙两列火车,甲车在前,乙车在后,分别以速度v甲?15m/s,v乙?40m/s做

同向匀速运动,当甲、乙间距为1500m时,乙车开始做匀减速运动,加速度大小为0.2m/s2,

问乙车能否追上甲车?

【解析】 由于乙车速度大于甲车速度,因此,尽管乙车刹车后做匀减速直线运动,速度开始减小,但

其初始阶段速度还是比甲车的大,两车距离还是在减小,当乙车的速度减小为和甲车速度相等时,乙车的位移大于甲车相对乙车的位移,则乙车就一定能追上甲车,设乙车速度减为

v甲?15m/s时所用时间为t,则有v甲?v乙?at,所以t?v乙?v甲40?15?s?125s。 a0.2在这段时间里乙车的位移为:s乙?v甲?v乙40?15t??125m?3437.5m, 22甲车位移为:s甲?v甲t?15?125m?1875m, 因为s乙?s甲?1500,所以乙车能追上甲车。

【答案】 能

【例12】 A球从塔顶自由下落,当落下a时,B球从距塔顶b处开始落下,两球同时落地,求塔高

及B球自由下落的时间。 【解析】 两球同时落地,设塔高为h,得

22h2a??gg?a?b?2(h?b) ,故h?

4ag2【答案】 ?a?b?4a

b?a2ga 12 / 15