2020版新一线高考物理(人教版)一轮复习教学案:第1章 第3节 运动图象和追及相遇问题 含答案

发布时间 : 星期三 文章2020版新一线高考物理(人教版)一轮复习教学案:第1章 第3节 运动图象和追及相遇问题 含答案更新完毕开始阅读

A B

C D

TT

D [物体在0~时间内做加速度为a0的匀加速直线运动,时刻速度达到最大值,

22T3T

在~T时间内以最大速度做匀速直线运动,在T~时间内做加速度为a0的匀减速22直线运动,a-t图线与t轴所围面积表示物体速度的变化量,可知小为0,在

3T

时刻物体的速度减2

3T

~2T时间内物体开始做反向的加速度为a0的匀加速直线运动。] 2

[考法指导] 图象转换问题的三个关键点 ?1?注意合理划分运动阶段,分阶段进行图象转换。 ?2?注意相邻运动阶段的衔接,尤其是运动参量的衔接。 ?3?注意图象转换前后核心物理量间的定量关系,这是图象转换的依据。 知识点二| 追及相遇问题

1.概述

当两个物体在同一条直线上运动时,由于两物体的运动情况不同,所以两物体之间的距离会不断发生变化,就会涉及追及、相遇或避免碰撞等问题。

2.两类情况

(1)若后者能追上前者,则追上时,两者处于同一位置,后者的速度一定不小于前者的速度。

(2)若后者追不上前者,则当后者的速度与前者的速度相等时,两者相距最近。 3.相遇问题的常见情况

(1)同向运动的两物体追及并相遇:两物体位移大小之差等于开始时两物体间的距离。

(2)相向运动的两物体相遇:各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离。 [判断正误]

(1)同一直线上运动的两物体,后者若追上前者时,后者速度必须大于前者。 (2)同一直线上运动的两物体,速度相等时,两物体相距最远或最近。

(√) (√)

(3)两物体同向运动恰好不相碰,则此时两物体速度相等。

1.追及、相遇问题中的“一个条件、两个关系”

(1)一个条件:即两者速度相等,它往往是物体间能够追上、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。

(2)两个关系:即时间关系和位移关系,这两个关系可通过画运动示意图得到。 2.追及、相遇问题的常见情景

假设物体A追物体B,开始时两个物体相距x0,有三种常见情景: (1)A追上B时,必有xA-xB=x0,且vA≥vB。

(2)要使两物体恰好不相撞,两物体同时到达同一位置时速度相同,必有xA-xB=x0,vA=vB。

(3)若使两物体保证不相撞,则要求当vA=vB时,xA-xB

分析两物体画运动找两物体列位移

???

的运动过程示意图位移关系方程

[典例] 汽车A以vA=4 m/s的速度向右做匀速直线运动,发现前方相距x0=7 m处、以vB=10 m/s的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹车的加速度大小a=2 m/s2。从此刻开始计时。求:

(1)A追上B前,A、B间的最远距离是多少? (2)经过多长时间A恰好追上B?

【思路点拨】 根据题意画出汽车A和B运动的过程如图所示。

解析:(1)当A、B两汽车速度相等时,两车间的距离最远,即v=vB-at=vA,解得t=3 s

此时汽车A的位移xA=vAt=12 m 1

汽车B的位移xB=vBt-at2=21 m

2故最远距离Δxmax=xB+x0-xA=16 m。

vB

(2)汽车B从开始减速直到静止经历的时间t1=a=5 s v2B

运动的位移x′B==25 m

2a

汽车A在t1时间内运动的位移x′A=vAt1=20 m 此时相距Δx=x′B+x0-x′A=12 m Δx

汽车A需再运动的时间t2=v=3 s

A

故A追上B所用时间t=t1+t2=8 s。 答案:(1)16 m (2)8 s

追及、相遇问题的解题技巧 (1)紧抓“一图三式”,即过程示意图、时间关系式、速度关系式和位移关系式。 (2)审题应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,它们往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件。

考法1 匀速追匀加速

1.一步行者以6.0 m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车,在跑到距车25 m

处时,绿灯亮了,车以1.0 m/s的加速度匀加速启动前进,则( )

A.人能追上车,追赶过程中人跑了36 m B.人不能追上车,人、车最近距离为7 m C.人能追上车,追上车前人共跑了43 m

D.人不能追上车,且车开动后,人车距离越来越远

B [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,当汽车加速到6.0 m/s时二者相距最近。汽车加速到6.0 m/s所用时间t=6 s,人运动距离为6×6 m=36 m,汽车运动距离为18 m,二者最近距离为18 m+25 m-36 m=7 m,选项A、C错误,B正确。人不能追上公共汽车,且车开动后,人车距离先减小后增大,选项D错误。]

考法2 匀减速追匀速

2.火车以速率v1向前行驶,司机突然发现在前方同一轨道上相距为s处有另一辆火车,它正沿相同的方向以较小的速率v2做匀速运动,于是司机立即使火车做匀减速运动,加速度大小为a,则要使两火车不相撞,加速度a应满足的关系式为( )

2

v21-v2

A.a≥

2s

2

v21

B.a≥

2s?v1-v2?2

D.a≥

2s

v22

C.a≥ 2s

v1-v2

D [两火车速度相等时恰好不相撞,所经历的时间t=a,此过程中后面火车

2

v21-v2

的位移x1=,前面火车的位移x2=v2t,二者位移关系x1=x2+s,解得a=

2a

?v1-v2?2?v1-v2?2

,故要使两车不相撞,a≥,选项D正确。] 2s2s

考法3 匀速追匀减速

3.(2019·沈阳模拟)甲车以10 m/s的速度在平直的公路上前进,乙车以4 m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动,甲车经过乙车旁边开始以大小为0.5 m/s2的加速度刹车,从甲车刹车开始计时。求:

(1)乙车追上甲车前,两车相距的最大距离; (2)乙车追上甲车所用的时间。

解析:(1)在乙车追上甲车之前,当两车速度相等时两车间的距离最大,设经过的

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