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追及和相遇問(wèn)題
一、解決追及和相遇問(wèn)題的方法
1.如圖1所示,處于平直軌道上的甲、乙兩物體相距s,同時(shí)同向開(kāi)始運(yùn)動(dòng),甲以初速度v0、加速度a1做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙做初速度為零加速度為a2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。假設(shè)甲能從乙旁邊通過(guò),下列情況可能發(fā)生的是 ( CD?。?
A、a1= a2時(shí),能相遇2次
B、a1>a2時(shí),能相遇2次
C、a1<a2時(shí),能相遇2次
D、a1<a2時(shí),能相遇1次
2.質(zhì)點(diǎn)A自高為h的塔頂自由下落,同時(shí)質(zhì)點(diǎn)B在A的正下方從塔底以初速度v0豎直向上拋出,不計(jì)空氣阻力,則下列說(shuō)法中正確的是
2、:( AB )
A.若V0=,則A、B在地面相遇
B、若V0<,則A、B不可能在空中相遇
C、若<V0<,則A、B相遇時(shí),B在上升
D、若V0>,則A、B相遇時(shí),B在下落
二、臨界問(wèn)題
3.車(chē)由靜止開(kāi)始以a=1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),車(chē)后相距s=25m處的人以υ=6m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)而追車(chē),問(wèn):人能否追上車(chē)?
分析:應(yīng)明確所謂的追及、相遇,其本質(zhì)就是“不同的物體在同一時(shí)刻到達(dá)同一位置”.此例可假設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,人恰能追上車(chē).于是便可得到關(guān)于t的二次方程進(jìn)而求解。
3、
解: υt=at2+s.
而由其判別式△=υ2-2as= -56<0便可知:t無(wú)實(shí)根.對(duì)應(yīng)的物理意義實(shí)際上就是:人不能追上車(chē).
4. 汽車(chē)正以10 m/s的速度在平直公路上前進(jìn),司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)在正前方s m處有一輛自行車(chē)以4 m/s的速度做同方向的勻速直線運(yùn)動(dòng),司機(jī)立即關(guān)閉油門(mén),汽車(chē)做a = – 6m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),若汽車(chē)剛好不碰上自行車(chē),則s的大小為 ( C?。?
A、9.67 B、3.33 C、3 D、7
5.甲,乙兩部汽車(chē)以相等的速率,在同一直線上相向而行.
(1)某時(shí)刻起,兩車(chē)同時(shí)制動(dòng),以同樣大小的加速度a做勻減速運(yùn)動(dòng);為避免撞車(chē),開(kāi)始制動(dòng)時(shí)
4、兩車(chē)之間的距離至少為:B
(2)某時(shí)刻起,甲車(chē)先制動(dòng),以加速度a做勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)甲車(chē)停止時(shí),乙車(chē)開(kāi)始制動(dòng),以同樣大小的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),為避免撞車(chē),甲車(chē)開(kāi)始制動(dòng)時(shí)兩車(chē)之間的距離至少為:D
A.B.2()C.3()D.4()
三、練習(xí)題
6.摩托車(chē)的最大行駛速度為25m/s,為使其靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)而在2min內(nèi)追上前方1000m處以15m/s的速度勻速行駛的卡車(chē),摩托車(chē)至少要以多大的加速度行駛?
解:由運(yùn)動(dòng)規(guī)律列出方程
+(t-)=υt+s.
將相關(guān)數(shù)據(jù)=25m/s,t=120s,υ=15m/s,s=1000m代入,便可得此例的正確
5、結(jié)論
a=m/s2.
7.一位交通警察正在路邊值勤,一違章騎摩托者以8 m/s的速度從他身旁駛過(guò),交通警察的反應(yīng)時(shí)間為0.5 s,用2 s的時(shí)間發(fā)動(dòng)起摩托車(chē),向違章者追去,已知加速度為2 m/s2,違章仍以原速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),求:
(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間警察可以追上違章者?
(2)兩人相距最遠(yuǎn)是多少米?
解:這是一道追及問(wèn)題,當(dāng)追上時(shí),二者運(yùn)動(dòng)的位移相等,當(dāng)二者速度相等時(shí),相距最遠(yuǎn).
(1)設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,警察追上違章者.
解得 t=10s.
(2)設(shè)摩托車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1時(shí)二者速度相等,則at1=v1·t1=4s
△x=v1(t1+2.
6、5)-
8.兩輛完全相同的汽車(chē),沿水平直路一前一后勻速行駛,速度均為,若前車(chē)突然以恒定的加速度剎車(chē),在它剛停住時(shí),后車(chē)以前車(chē)的加速度開(kāi)始剎車(chē)。已知前車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中所行的距離為s,若要保證兩輛車(chē)在上述情況中不相撞,則兩車(chē)在勻速行駛時(shí)保持的距離至少應(yīng)為( )
A.1s B.2s C.3s D.4s
【解析】畫(huà)兩車(chē)的圖象。本題正確的選項(xiàng)為B。
9.一輛轎車(chē)違章超車(chē),以108km/h的速度駛?cè)胱髠?cè)逆行道時(shí),猛然發(fā)現(xiàn)正前方80m處有一輛卡車(chē)正以72km/h的速度迎面駛來(lái),兩車(chē)司機(jī)同時(shí)剎車(chē),剎車(chē)加速度大小都為10 m/s2,兩司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間(即司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情到實(shí)施剎車(chē)所經(jīng)歷的
7、時(shí)間)都是,試問(wèn)為何值時(shí),才能保證兩車(chē)不相撞?
【解析】轎車(chē)行駛速度=108 km/h=30m/s,卡車(chē)行駛速度=72 km/h=20m/s,內(nèi)兩車(chē)行駛,,=45m,20m,為不相撞須滿足<80m,∴<0.3s。
10.在某市區(qū)內(nèi),一輛汽車(chē)在平直的公路上以速度vA向東勻速行駛,一位觀光游客正由南向北從斑馬線上橫過(guò)馬路。汽車(chē)司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)(游客正在D處),經(jīng)0.7s作出反應(yīng),緊急剎車(chē),但仍將正步行至B處的游客撞傷,該汽車(chē)最終在C處停下。為了清晰了解事枚現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)以下圖示之,為了判斷汽車(chē)司機(jī)是否超速行駛,警方派一警車(chē)以法定最高速度vm=14.0m/s行駛在同一馬路的同一地段,在肇事汽車(chē)的起始
8、制動(dòng)點(diǎn)A緊急剎車(chē),經(jīng)14m后停下來(lái)。在事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出=17.5m、=14.0m、=2.6m。若兩車(chē)緊急剎車(chē)后加速度相同,求:
(1)該肇事汽車(chē)的初速度vA。
(2)游客橫過(guò)馬路的速度大小。(g取10 m/s2)
【解析】(1)以警車(chē)為研究對(duì)象,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 ,
將m/s,s=14m,v=0代入解得
a=-7.0 m/s2。
因?yàn)榫?chē)的加速度與肇事汽車(chē)相同,所以肇事汽車(chē)初速度=21m/s。
(2)肇事汽車(chē)在出事點(diǎn)B的速度 =14m/s。
通過(guò)段的平均速度 =17.5m/s,
通過(guò)段的時(shí)間 1s,
9、 所以游客橫過(guò)馬路的速度
m/s=1.53m/s。
11.一客車(chē)從靜止開(kāi)始以加速度a作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí),在車(chē)尾的后面離車(chē)頭為sm遠(yuǎn)的地方有一乘客以某一速度正在追趕這列客車(chē)。已知司機(jī)從車(chē)頭前面的反光鏡內(nèi)能看到離車(chē)頭的最遠(yuǎn)距離為m,保留時(shí)間在s內(nèi)才能看清楚,這樣才能制動(dòng)客車(chē)使車(chē)停下來(lái),該乘客要想乘坐上這列客車(chē),追趕客車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的速度所滿足條件的表達(dá)式是什么?若a=1.0 m/s2,s=30m,=20m,=1.0s,求v的最小值。
【解析】從客車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)ts時(shí):
客車(chē)前進(jìn)距離: ①
乘客行駛距離: ②
由題意知: ③
④
由①、②、③聯(lián)立得:
∴—
∴,代入數(shù)值:
m/s=4.5m/s。
專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)