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1、追及相遇問題
學(xué)習(xí)目標(biāo)
能用圖象和公式等方法分析解決勻變速直線運(yùn)動中的追及相遇問題,
重難點(diǎn)
剎車問題、二次相遇問題、臨界問題。
活動一:慢追快
【例1】 在平直的公路上,一輛小汽車前方x0=24m處有一輛大客車正以v=10m/s的速度勻速前進(jìn),這時小汽車從靜止出發(fā)以a=2m/s2的加速度追趕。求:
(1)小汽車追上大客車所用的時間;
(2)追上時小汽車的速度大小;
(3)追上前小汽車與大客車之間的最大距離。
方法總結(jié):
變式訓(xùn)練1:一輛值勤的警車停在公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以10 m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時,決定前去追趕,經(jīng)
2、過2 s后警車發(fā)動起來,并以2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動,試問:
(1)警車啟動后多長時間追上貨車?
(2)警車在追趕貨車的過程中,兩車間的最大距離是多少?
(3)若警車能達(dá)到的最大速度是vm=12 m/s,達(dá)到最大速度后以該速度勻速運(yùn)動,則警車發(fā)動后要多長時間才能追上貨車?
活動二:快追慢
【例2】 平直的高速公路上有甲、乙兩輛汽車同向勻速行駛,乙車在前,甲車在后.甲、乙兩車速度分別為40m/s和20m/s,當(dāng)兩車距離為100m時,甲車緊急剎車,已知甲車剎車的加速度大小為1.0m/s2。問:
(1) 甲車是否會撞上乙車?若未相撞,兩車最近距離多大?若能相撞,甲
3、車從開始剎車直到相撞經(jīng)歷了多長時間?
(2) 若甲車速度30m/s,甲車是否會撞上乙車?若未相撞,兩車最近距離多大?若能相撞,甲車從開始剎車直到相撞經(jīng)歷了多長時間?
(3) 甲車駕駛員酒駕,以30 m/s勻速運(yùn)動,當(dāng)距離乙車50米遠(yuǎn)時看到乙車,反應(yīng)了2s, 甲車是否會撞上乙車?若未相撞,兩車最近距離多大?若能相撞,甲車從開始剎車直到相撞經(jīng)歷了多長時間?
方法總結(jié):
變式訓(xùn)練1:(2021·河南鄭州市·高一期末)在海面上行駛的一艘郵輪,沿某航線勻速行駛,由于海面大霧,船長發(fā)現(xiàn)航線正前方有一艘漁船,漁船正以5m/s的速度勻速同向行駛,此時郵輪距離漁船只有
4、120m,船長立即下達(dá)關(guān)閉發(fā)動機(jī)的命令。關(guān)閉發(fā)動機(jī)后,位移x(m)隨時間t(s)變化的規(guī)律為:x=15t-14t2。試通過分析計算,判斷郵輪是否會撞上漁船。如果能撞上,求郵輪撞上漁船時的速度;如果撞不上,求郵輪和漁船之間的最小距離。
變式訓(xùn)練2:一輛長途客車正在以v=20 m/s的速度勻速行駛, 突然,司機(jī)看見車的正前方x=45 m處有一只小狗(圖甲),司機(jī)立即采取制動措施。從司機(jī)看見小狗到長途客車開始做勻減速直線運(yùn)動的時間間隔Δt=0.5 s。若從司機(jī)看見小狗開始計時(t=0),該長途客車的速度-時間圖象如圖乙所示。求:
(1)長途客車在Δt時間內(nèi)前進(jìn)的距離;
5、(2)長途客車從司機(jī)發(fā)現(xiàn)小狗至停止運(yùn)動的這段時間內(nèi)前進(jìn)的距離;
(3)根據(jù)你的計算結(jié)果,判斷小狗是否安全。如果安全,請說明你判斷的依據(jù);如果不安全,有哪些方式可以使小狗安全。
活動三:圖像問題
【例3】 甲、乙兩車某時刻由同一地點(diǎn),沿同一方向開始做直線運(yùn)動,若以該時刻作為計時起點(diǎn),得到兩車的位移-時間圖象,即 x-t圖象,如圖所示,甲圖象過O點(diǎn)的切線與AB平行,過C點(diǎn)的切線與OA平行,則下列說法中正確的是( )
A.在兩車相遇前,t1時刻兩車相距最遠(yuǎn)
B.0~t2時間內(nèi)甲車的瞬時速度始終大于乙車的瞬時速度
C.甲車的初速度等于乙車在t3時刻
6、的速度
D.t3時刻甲車在乙車的前方
【例4】 A、B兩個物體在水平面上沿同一直線運(yùn)動,它們的v-t圖象如圖所示.在t=0時刻,B在A的前面,兩物體相距7 m,B物體做勻減速運(yùn)動的加速度大小為2 m/s2.則A物體追上B物體所用時間是( )
A.5 s B.6.25 s C.7 s D.8 s
【例5】 甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v?t圖象如圖所示.已知兩車在t=3s時并排行駛,則( )
A.在t=2s時,甲車在乙車后
B.在t=0時,甲車在乙車前7.5m
C.兩車另一次并排行駛的時刻是t=1s
D.甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為50m