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1、2020版高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)十 追及與相遇問題
1.甲乙兩車在公路上沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),它們的v-t圖象如圖所示.兩圖象在t=t1時(shí)相交于P點(diǎn),P在橫軸上的投影為Q,△OPQ的面積為S.在t=0時(shí)刻,乙車在甲車前面,相距為d.已知此后兩車相遇兩次,且第一次相遇的時(shí)刻為t′,則下面四組t′和d的組合可能的是( )
A.t′=t1,d=S B.t′=t1,d=S
C.t′=t1,d=S D.t′=t1,d=S
解析:甲做勻速運(yùn)動(dòng),乙做勻加速運(yùn)動(dòng),速度越來越大,甲?乙同時(shí)異地運(yùn)動(dòng),當(dāng)t=t1時(shí),乙的位移為s,甲的位移為2s且v甲
2、=v乙,若兩者第一次相遇在t′=t1時(shí),則d+s=2s可得d=s.不過不會(huì)出現(xiàn)第二次相遇,所以A錯(cuò)誤.若兩者第一次相遇在t′=t1時(shí),則乙的位移為s,甲的位移為s,由d+s=s可得d=s,所以D正確,B?C錯(cuò)誤.
答案:D
2.兩輛游戲賽車a?b在兩條平行的直車道上行駛.t=0時(shí)兩車都在同一計(jì)時(shí)線處,此時(shí)比賽開始.它們?cè)谒拇伪荣愔械膙-t圖象如圖所示.哪些圖對(duì)應(yīng)的比賽中,有一輛賽車追上了另一輛( )
解析:由v-t圖象的特點(diǎn)可知,圖線與t軸所圍面積的大小,即為物體位移的大小.觀察4個(gè)圖象,只有A?C選項(xiàng)中,a?b所圍面積的大小有相等的時(shí)刻,故選項(xiàng)A?C正確.
答案:AC
3
3、.甲?乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),t=0時(shí)刻同時(shí)經(jīng)過公路旁的同一個(gè)路標(biāo).在描述兩車運(yùn)動(dòng)的v-t圖中(如圖),直線a?b分別描述了甲?乙兩車在0~20 s的運(yùn)動(dòng)情況.關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系,下列說法正確的是( )
A.在0~10 s內(nèi)兩車逐漸靠近
B.在10~20 s內(nèi)兩車逐漸遠(yuǎn)離
C.在5~15 s內(nèi)兩車的位移相等
D.在t=10 s時(shí)兩車在公路上相遇
解析:由題圖知乙做勻減速運(yùn)動(dòng),初速度v乙=10 m/s,加速度大小a乙=0.5 m/s2;甲做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度v甲=5 m/s.當(dāng)t=10 s時(shí)v甲=v乙,甲?乙兩車距離最大,所以0~10 s內(nèi)兩車越來越
4、遠(yuǎn),10~15 s內(nèi)兩車距離越來越小,t=20 s時(shí),兩車距離為零,再次相遇.故A?B?D錯(cuò)誤.因5~15 s時(shí)間內(nèi)v甲=乙,所以兩車位移相等,故C正確.
答案:C
4.甲乙兩車在一平直道路上同向運(yùn)動(dòng),其v-t圖象如圖所示,圖中△OPQ和△OQT的面積分別為s1和s2(s2>s1).初始時(shí),甲車在乙車前方s0處( )
A.若s0=s1+s2,兩車不會(huì)相遇
B.若s0
5、的后方s2處,此后乙車速度就比甲車小,不能與甲車相遇,A正確;如果s0=s1,說明T時(shí)刻乙車剛好趕上甲車,但由于速率將小于甲車,與甲車不會(huì)相遇第二次,C正確;如果s0
6、上甲車時(shí),乙車走的路程
C.可求出乙車從開始運(yùn)動(dòng)到追上甲車時(shí),乙車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
D.不能求出上述三者中任何一個(gè)
解析:當(dāng)兩車相遇時(shí),對(duì)甲車有:s=v0t,對(duì)乙車有:s=at2,所以可以求出乙車追上甲車的時(shí)間,并求出乙車追上甲車時(shí)乙車的路程,B?C正確;對(duì)乙車:v=at,所以可以求出乙車此時(shí)的速度,A正確.
答案:ABC
6.A?B兩輛汽車在平直公路上朝同一方向運(yùn)動(dòng),如圖所示為兩車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象.下面對(duì)陰影部分的說法正確的是( )
A.若兩車從同一點(diǎn)出發(fā),它表示兩車再次相遇前的最大距離
B.若兩車從同一點(diǎn)出發(fā),它表示兩車再次相遇前的最小距離
C.若兩車從同一點(diǎn)出發(fā),它表
7、示兩車再次相遇時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的距離
D.表示兩車出發(fā)時(shí)相隔的距離
解析:在v-t圖象中,圖象與時(shí)間軸所包圍的圖形的面積表示位移,兩條線的交點(diǎn)為二者速度相等的時(shí)刻,若兩車從同一點(diǎn)出發(fā),則題圖中陰影部分的面積就表示兩車再次相遇前的最大距離,故A正確.
答案:A
7.甲?乙兩物體同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),它們的x-t圖象如圖所示,下面說法正確的是( )
A.乙物體做曲線運(yùn)動(dòng)
B.甲?乙兩物體從同一地點(diǎn)出發(fā)
C.當(dāng)甲?乙兩物體兩次相遇時(shí),二者的速度大小不相等
D.當(dāng)甲?乙兩物體速度相同時(shí),二者之間的距離最大
解析:乙物體的位移圖是曲線,并不代表做曲線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò).甲從參考原點(diǎn)出發(fā),乙從x0出
8、發(fā),B錯(cuò).甲?乙兩圖線相交代表相遇,此時(shí)斜率不同,即速度大小不等,C對(duì).乙超甲后,兩物體距離越來越大,D錯(cuò).
答案:C
8.如圖所示是兩個(gè)由同一地點(diǎn)出發(fā),沿同一直線向同一方向運(yùn)動(dòng)的物體A和B的速度圖象.運(yùn)動(dòng)過程中A?B的情況是( )
A.A的速度一直比B大,B沒有追上A
B.B的速度一直比A大,B追上A
C.A在t1s后改做勻速直線運(yùn)動(dòng),在t2s時(shí)追上A
D.在t2s時(shí),A?B的瞬時(shí)速度相等,A在B的前面,尚未被B追上,但此后總是要被追上的
答案:D
9.在十字路口,汽車以0.5 m/s2的加速度從停車線起動(dòng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),恰有一輛自行車以5 m/s的速度勻速駛過
9、停車線與汽車同方向行駛,求:
(1)什么時(shí)候它們相距最遠(yuǎn);最大距離是多少;
(2)在什么地方汽車追上自行車;追到時(shí)汽車速度是多少.
解析:(1)初始階段,自行車速度大于汽車速度,只要汽車速度小于自行車速度,兩車距離總是在不斷增大.當(dāng)汽車速度增大到大于自行車速度時(shí),兩車距離逐漸減小,所以兩車速度相等時(shí),距離最大.
(1)設(shè)自行車速度為v,汽車加速度為a,經(jīng)時(shí)間t兩車相距最遠(yuǎn).則v=at,所以t= 最大距離Δs=vt-at2=5××0.5×()2=25 m.
(2)若經(jīng)過時(shí)間t′,汽車追上自行車,則vt′=at′2
解得t′==20 s
追上自行車時(shí)汽車的速度v′=at′=0.5×
10、20=10 m/s.
答案:(1 25 m (2)20 s 10 m/s
10.汽車以25 m/s的速度勻速直線行駛,在它后面有一輛摩托車,當(dāng)兩車相距1000 m時(shí),摩托車從靜止開始起動(dòng)追趕汽車,摩托車的最大速度達(dá)30 m/s,若使摩托車在4 min時(shí)剛好追上汽車,求摩托車的加速度應(yīng)該是多少.
解析:汽車在4 min內(nèi)的位移s汽=v汽t=25×240=6000 m
摩托車要追上汽車,應(yīng)有的位移s摩=s汽+s0=6000+1000=7000 m
若摩托車在4 min內(nèi)一直加速行駛,由s摩=at2,得a==0.243 m/s2
在4 min末速度可達(dá)vt=at=0.243×24
11、0=58.3 m/s>30 m/s
所以摩托車應(yīng)是先加速,待達(dá)到最大速度時(shí),再做勻速運(yùn)動(dòng).
設(shè)摩托車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t′,勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t-t′,
s摩=at′2+vm(t-t′) ① vm=at′ ②
由②得t′= ③
③代入①,整理得a==2.25 m/s2.
答案:2.25 m/s2
11.一輛摩托車能達(dá)到的最大速度為30 m/s,要想在3 min內(nèi)由靜止起沿一條平直公路追上前面1000 m處正以20 m/s的速度勻速行駛的汽車,則摩托車必須以多大的加速度啟動(dòng)?(保留兩位有效數(shù)字)
甲同學(xué)的解法是:設(shè)摩托車恰好在3 min時(shí)追上汽車,則at2=vt+s0,代
12、入數(shù)據(jù)得a=0.28 m/s2.
乙同學(xué)的解法是:設(shè)摩托車追上汽車時(shí),摩托車的速度恰好是30 m/s,則v =2as=2a(vt+s0),代入數(shù)據(jù)得a=0.1 m/s2.你認(rèn)為他們的解法正確嗎?若錯(cuò)誤,請(qǐng)說明理由,并寫出正確的解法.
解析:甲錯(cuò),因?yàn)関m=at=0.28×180 m/s=50.4 m/s>30 m/s 乙錯(cuò),因?yàn)閠=vm/a= s=300 s>180 s
正確解法:摩托車的最大速度vm=at1
at12+vm(t-t1)=1000 m+vt 解得a=0.56 m/s2.
答案:甲?乙都不正確,應(yīng)為0.56 m/s2
12.如圖所示,甲?乙兩位同學(xué)在直跑道上練習(xí)4
13、×100 m接力,他們?cè)诒寂軙r(shí)有相同的最大速度.乙從靜止開始全力奔跑需跑出20 m才能達(dá)到最大速度,這一過程可以看做是勻加速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)甲持棒以最大速度向
乙奔來,乙在接力區(qū)伺機(jī)全力奔出.若要求乙接棒時(shí)達(dá)到奔跑速度最大值的90%,試求:
(1)乙在接力區(qū)從靜止跑出多遠(yuǎn)才接到棒?
(2)乙應(yīng)在距離甲多遠(yuǎn)時(shí)起跑?
解析:設(shè)甲?乙兩位同學(xué)的最大速度為v,乙的加速度為a.
(1)根據(jù)題意,對(duì)乙同學(xué)從靜止到最大速度,有x=
乙在接棒時(shí)跑出距離為
x1==0.81x=16.2 m.
(2)根據(jù)題意,乙同學(xué)的加速度a=
乙同學(xué)從跑到接到棒,用時(shí)間t=
乙同學(xué)起跑時(shí)離甲的距離x2=vt-t
三式聯(lián)立,得x2=19.8 m.
答案:(1)16.2 m (2)19.8 m