一、同一直线上运动能不能追上的判断:

把初始间距比喻为“起跑线”,初速度比喻为“底子”,加速度比喻为“潜力”。

加速比喻为“正潜力”,匀速比喻为“零潜力”,减速比喻为“负潜力”.

1.加速追匀速、匀速追减速、加速追减速类型

一定能追上,追上时追的速度大于被追的速度。

例如:

物体1的速度v₁=2 3t(m/s),

物体2的速度v₂=10m/s.

物体1的“底子”为2m/s,“潜力”为3m/s²;物体2的“底子”为10m/s,“潜力”为0,可谓原地踏步,不管“起跑线”相隔多远,终被追上还要超越,只是时间问题.

不怕输在起跑线上,也不怕底子薄,就怕没有潜力!

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(1)

物体1的速度小于物体2的速度这段时间内,两物体间距越来越大;物体1的速度大于物体2的速度这段时间内,两物体间距越来越小;因此速度相等时,两物体相隔最远。

【小结】开始的时候,两物体间距为x₀,当两物体速度相等的时候,即t=t₀时刻,△x为这段时间内二者的位移差,即△x=xB-xA.

t=t₀以前,后面物体与前面物体之间的间距增大.

t=t₀时,两物体相距最远,为x₀ △x.

t=t₀以后,后面物体与前面物体之间的间距变小.

能追上,且只能相遇一次,追上的条件是△x=x₀.

2.匀速追加速、减速追匀速、减速追加速类

不一定能追上,即使追上还会被反追。

例如:匀速追加速

物体1的速度v₁=10m/s,

物体2的速度v₂=1 3t(m/s).

①打铁要趁热,在物体1的速度大于物体2的速度这段过程中,如果没有追上,以后永远没有机会追上。一年之计在于春,过了这个村没这个店。

②如果追上也会被反追,不管“起跑线”相隔多远。

③究竟能不能追上要看“起跑线”。

【问题】

⑴若“起跑线”相隔2m,能追上吗?什么时候追上的?

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(2)

物体2的速度达到10m/s时,花时3s.

在这3s内,物体1的位移为30m.

物体2的位移为5.5×3m=16.5m.

物体2有2m的“起跑线”的优势,

30m>16.5m 2m.追上了.

什么时候追上的?当然是同一时刻出现在同一位置!

10t=1·t ½3·t² 2

把时间t解出来就可以.

⑵若“起跑线”相隔20m,能追上吗?

物体2的速度达到10m/s时,花时3s.

在这3s内,物体1的位移为30m.

物体2的位移为5.5×3m=16.5m.

物体2有20m的“起跑线”的优势,

30m<16.5m 20m.永远追不上.

追不上就存在一个相隔最近的问题,

“起跑线”超过了13.5m,物体1就永远追不上物体2了.

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(3)

【小结】开始追赶的时候,两物体间距为x₀,之后两物体的间距减小,当两物体速度相等的时候,即t=t₀时刻,△x为这段时间内二者的位移差.

若△x=x₀,则恰能追上,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞的临界条件.

若△x<x₀,则不能追上,此时两物体的最小距离为x₀-△x.

若△x>x₀,设t₁时刻两物体第一次相遇,则t₂时刻两物体第二次相遇t₂-t₀=t₀-t₁.

3.加速追加速

①加速度大的(潜力大)追加速度小的(潜力小),不管初速度(底子)大小,初始间距(起跑线)大小,一定能追上。

当速度相等时,相距最远。

②加速度小的(潜力小)追加速度小大的(潜力大),能不能追上,与初速度(底子)大小,初始间距(起跑线)大小有关,不一定能追上,若能追上还会被反追。

不能追上的情况,当速度相等时,相距最近。

4.减速追减速

需要综合比较初始间距(起跑线),初速度(底子),加速度(潜力)。

不能追上的情况,当速度相等时,相距最近。

【总结】

①正潜力一定能追上零潜力,零潜力一定能追上负潜力。

②正潜力追正潜力,比潜力大小。

③负潜力追负潜力,比负潜力大小。

☞注意:若被追赶的物体做减速运动,一定要注意被追上前该物体是否停止运动。

二、常用处理方法

1.物理分析法

2.相对运动法

3.v-t图像法

4.数学函数法

例题:一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以a=3m/s²的加速度开始行驶,恰在这一时刻一辆自行车以v自=6m/s的速度匀速驶来,从旁边超过汽车.试求:

(1)汽车从路口启动后,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?

(2)什么时候汽车追上自行车?此时汽车的速度是多少?

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(4)

例题:经检测汽车A的制动性能:以标准速度20m/s在平直公路上行驶时,制动后40s停下来。现A在平直公路上以20m/s的速度行驶发现前方180m处有一货车B以6m/s的速度同向匀速行驶,司机立即制动,能否发生撞车事故?

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(5)

【解析】此题属于减速追匀速(负潜力追零潜力),不一定能追上,若追上还会被反追。

A车加速度为a₁=-0.5m/s².

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(6)

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(7)

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(8)

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(9)

【错因】A车追上B车后,当A车停下时,B车还未反追上A.

例题:一辆公共汽车以v₁=10m/s的速度匀速行驶,当发现车后48m处某乘客招手要求停车时,便以2m/s²作减速行驶,且乘客以v₂=8m/s匀速向汽车跑来试求:

(1)乘客何时与汽车相距最远?最远距离是多少?

(2)乘客何时追上汽车?

【错解】当乘客追上汽车时有

v₂t=s₀+v₁t-at²/2

代入数据

8t=48+10t-t²

可得t=8s(t=-6s舍去).

【限时又限速】例题:一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s,要想在3min内由静止起沿一条平直公路追上在前面1000m处以20m/s的速度匀速行驶的汽车,则摩托车至少以多大的加速度启动?

甲同学的解法是:设摩托车恰好在3min时追上汽车,则at²/2=vt+s₀,代入数据得:a=0.28m/s²

乙同学的解法是:设摩托车追上汽车时,摩托车的速度恰好是30m/s,则Vm=2ax=2a(vt+s₀),代入数据得:a=0.1m/s²。

你认为甲乙的解法正确吗?若错误,请说明理由,并写出正确的解题过程.

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(10)

【限时又限速】例题:一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s,要想在3min内由静止起沿一条平直公路追上在前面1000m处正以20m/s的速度匀速行驶的汽车,则摩托车至少以多大的加速度启动?

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(11)

例题:甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的x-t图像(甲的图线为直线,乙的图线为抛物线)如图所示。

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(12)

关于两物体的运动,下列说法正确的是(B)

A.甲做直线运动,乙做曲线运动

B.0~t₁时间内,乙的速度方向与加速度方向相反;t₁~t₂时间内,乙的速度方向与加速度方向相同

C.0~t₂时间内,乙的速度先增大后减小;t₂时刻,甲、乙两物体相遇

D.0~t₂时间内,t₁时刻甲、乙相距最远,两物体一直沿x轴正方向运动

例题:甲、乙两辆汽车沿平直的公路直线运动,其v-t图像如图所示。

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(13)

已知t=0时,甲车领先乙车5km,关于两车运动的描述,下列说法正确的是(B)

A.0~4h时间内,甲车做匀速直线运动

B.0~4h时间内,甲、乙两车相遇3次

C.t=1h时,甲、乙两车第一次相遇

D.t=4h时,甲车领先乙车5km

例题:甲、乙两辆汽车沿同一方向做直线运动,两车在某一时刻刚好经过同一位置此时甲的速度为5m/s,乙的速度为10m/s,甲车的加速度大小恒为1.2m/s².以此时作为计时起点,它们的速度随时间变化的关系如图所示,

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(14)

根据以上条件可知(B)

A.乙车做加速度先增大后减小的变加速运动

B.在前4s的时间内.甲车运动的位移为29.6m

C.在t=4s时.甲车追上乙车

D.在t=10s时.乙车又回到起始位置

例题:党的十九大报告中提出了坚决打赢蓝天保卫战,前几年雾霾已经严重的影响了人们的生活.在某个恶劣天气中,能见度很低,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,甲在前、乙在后同向行驶.某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车.两辆车刹车时的v一t图象如下图所示,

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(15)

下列说法正确的是()

A.甲车的加速度大于乙车的加速度

B.t=24s时两车的速度均为8m/s

C.若两车发生碰撞,开始刹车时两辆车的间距一定等于48m

D.若两车发生碰撞,则可能是在刹车24s以后的某时刻发生相撞

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(16)

例题:甲、乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图像如图所示。

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(17)

若图中△OPQ的面积为S₀,初始时,甲车在乙车前方△s处。则下列说法正确的是()

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(18)

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(19)

例题:在平直道路上,甲汽车以速度v匀速行驶。当甲车司机发现前方距离为d处的乙汽车时,立即以大小为a₁的加速度匀减速行驶,与此同时,乙车司机也发现了甲车,立即从静止开始以大小为a₂的加速度沿甲车运动的方向匀加速运动。则(D)

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(20)

例题: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30m/s,两车相距s₀=100m,t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化的图像如图所示(图甲为甲车,图乙为乙车),

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(21)

问:两车在0~9s内会不会相遇?

为什么追及问题速度相等距离最大(同一直线上运动的追及相遇问题)(22)

【总结】追及与相遇问题的解题技巧

1.分析追及问题的方法技巧可概括为“一个临界条件”、“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:时间关系和位移关系,通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口.

分析追及和相遇问题时要注意:

1.一定要抓住一个条件两个关系

(1)一个条件是两个物体速度相等时满足的临界条件,如两个物体的距离是最大还是最小,是否恰好追上等。

(2)两个关系是时间关系和位移关系。

时间关系指两物体是同时运动还是一前一后。

位移关系指两物体同地运动还是一前一后,通过画运动示意图找两物体间的位移关系是解题的关键。

2.若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意,追上前该物体是否停止运动。

3.仔细审题,注意抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中隐含条件,如“刚好”、“恰巧”、“最多”、“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件。

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