高中物理复习精品讲义必修一专题1《运动图象 追及与相遇问题》含练习答案Word格式.docx

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_______________________________.

2．如图2所示是a、b、c、d四个物体的v－t图象，则：

（1）它们的初速度分别为

va＝______，vb＝______，vc＝______，vd＝________.

（2）它们的加速度分别为

aa＝________，ab＝______，ac＝________，ad＝

________.

图2

（3）图线a、c交点的意义为：

__________________________________________________.

[知识梳理]

1．对x－t图象的理解

（1）物理意义：

反映了做直线运动的物体______随________变化的规律．

（2）图线斜率的意义

①图线上某点切线的斜率大小表示物体________________．

②图线上某点切线的斜率正负表示物体________________．

2．对v－t图象的理解

①图线上某点切线的斜率大小表示物体运动的__________．

②图线上某点切线的斜率正负表示加速度的________．

（3）图线与坐标轴围成的“面积”的意义

①图线与坐标轴围成的“面积”表示________________．

②若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为______；

若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为______．

：

x－t图线是物体的运动轨迹吗？

能否画曲线运动的x－t、v－t图象？

二、追及与相遇问题

1．甲、乙两物体同时同地出发，甲做速度为v0的匀速直线运动，乙做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，二者相距最远时乙的速度为______，追上甲时乙的速度为______．

2．甲、乙相距s0，当甲开始以速度v0匀速追赶前方的乙时，乙以加速度a由静止开始运动，若甲刚好追上乙，则s0＝________.

3．甲、乙相距s0，甲做速度为v0的匀速直线运动，乙在甲后做初速度为2v0、加速度为a的匀减速直线运动，若乙刚好追上甲，则s0＝________.

1．追及与相遇问题的概述

当两个物体在______________运动时，由于两物体的运动情况不同，所以两物体之间的________会不断发生变化，两物体间距越来越大或越来越小，这时就会涉及追及、相遇和避免碰撞等问题．

2．追及问题的两类情况

（1）若后者能追上前者，则追上时，两者处于同一________，后者的速度一定不________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________时，两者相距________．

：

追及问题中，“刚好能追上”、“刚好追不上”以及两物体间有最大距离或最小

距离的条件是什么？

考点一　图象的分析与运用

考点解读

运动学图象主要有x－t图象和v－t图象，运用运动学图象解题可总结为六看：

一看“轴”，二看“线”，三看“斜率”，四看“面积”，五看“截距”，六看“特殊点”．

1．一看“轴”：

先要看清两轴所代表的物理量，即图象是描述哪两个物理量之间的关系．

2．二看“线”：

图象表示研究对象的变化过程和规律．在v－t图象和x－t图象中倾斜的直线分别表示物体的速度和位移随时间变化的运动情况，.

3．三看“斜率”：

x－t图象中斜率表示运动物体的速度大小和方向．v－t图象中斜率表示运动物体的加速度大小和方向．

4．四看“面积”：

即图线和坐标轴所围的面积，也往往代表一个物理量，这要看两物理量的乘积有无意义．例如v和t的乘积vt＝x有意义，所以v－t图线与横轴所围“面积”表示位移，x－t图象与横轴所围面积无意义．

5．五看“截距”：

截距一般表示物理过程的初始情况，例如t＝0时的位移或速度．

6．六看“特殊点”：

例如交点、拐点（转折点）等．例如x－t图象的交点表示两质点相遇，但v－t图象的交点只表示速度相等．

典例剖析

例1　如图3所示的位移－时间和速度－时间图象中，给出的四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况．下列描述正确的是（　　）

图3

A．图线1表示物体做曲线运动

B．x－t图象中t1时刻v1>

v2

C．v－t图象中0至t3时间内3物体和4物体的平均速度大小相等

D．图线2和图线4中，t2、t4时刻都表示物体反向运动

例2　在反恐演习中，中国特种兵进行了飞行跳伞表演．某伞

兵从静止的直升飞机上跳下，在t0时刻打开降落伞，在3t0

时刻以速度v2着地．伞兵运动的速度随时间变化的规律如图4

图4

所示．下列结论正确的是（　　）

A．在0～t0时间内加速度不变，在t0～3t0时间内加速度减小

B．降落伞打开后，降落伞和伞兵所受的阻力越来越小

C．在t0～3t0的时间内，平均速度>

D．若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小

跟踪训练1　质量为2kg的质点在x－y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图5所示，下列说法正确的是（　　）

图5

A．质点的初速度为5m/s

B．质点初速度的方向与合外力方向垂直

C．质点所受的合外力为3N

D．2s末质点速度大小为6m/s

跟踪训练2　滑雪运动员以一定的初速度从一定高度的平台水平飞出，运动过程中运动员视为质点并不计空气阻力．下列定性描述运动员运动过程中的水平距离x、竖直位移y、水平分速度vx、竖直分速度vy随时间t的变化图象中正确的是（　　）

考点二　运动中的追及与相遇问题

讨论追及、相遇问题的实质，就是分析两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置．

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位移关系是解题的突破口．

2．能否追上的判断方法

做匀速直线运动的物体B追赶从静止开始做匀加速直线运动的物体A：

开始时，两个物体相距x0.若vA＝vB时，xA＋x0<

xB，则能追上；

若vA＝vB时，xA＋x0＝xB，则恰好不相撞；

若vA＝vB时，xA＋x0>

xB，则不能追上．

3．若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意判断追上前该物体是否已经停止运动．

例3　一辆汽车在十字路口等待绿灯，当绿灯亮时汽车以a＝3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以v0＝6m/s的速度匀速驶来，从后边超过汽车，试问：

（1）汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？

最远距离是多大？

（2）当汽车与自行车距离最近时汽车的速度是多大？

思维突破

1．仔细审题，注意抓住题目中的关键字眼（如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等），充分挖掘题目中的隐含条件．

2．求解追及和相遇问题常用的方法：

（1）图象法：

x－t图象中两物体的位移图象相交、v－t图象中所围面积相等都说明两物体相遇．

（2）数学分析法：

设在t时刻两物体能相遇，然后根据几何关系列出关于t的方程F（t）＝0，若其方程无正实数解，则两物体不可能相遇，如有正实数解，则两物体可能相遇．

（3）相对运动法：

选择合适参考系，列出相应方程求解．

跟踪训练3　如图6所示，直线MN表示一条平直公路，甲、

图6

乙两辆汽车原来停在A、B两处，A、B间的距离为85m，现

甲车先开始向右做匀加速直线运动，加速度a1＝2.5m/s2，甲车运动6.0s时，乙车开始向右做匀加速直线运动，加速度a2＝5.0m/s2，求两辆汽车相遇处距A处的距离．

　　　　　　　　　　　　1.直线追及模型

例4　一列客车以速度v1前进，司机发现前面在同一轨道上有列货车正在以v2匀速前进，且v2<

v1，货车车尾与客车头相距x0，客车立即刹车，做匀减速运动，而货车仍保持原速度前进．求客车的加速度符合什么条件，客车与货车才不会相撞？

建模感悟　在一条直线上运动的两物体，后面物体的速度只要大于前面物体的速度，两物体之间的距离将会越来越小，就有相撞的危险，若后面的物体减速，或前面的物体加速，就有避免相撞的可能性，此题属于后面的客车减速，前面的货车匀速运动的情况，若两车不致相撞，这就要求做减速运动的物体的速度尽快地减小，当客车的速度减小到与货车速度相同时，两车相对静止，若客车速度继续减小，两车距离会越来越大．问题的关键是当两车速度相等时，两车处于相撞的临界状态．要两车不相撞的条件是，当两车速度相等时，两车的位移之差Δx必须满足Δx≤x0.

跟踪训练4　一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5.5s后警车发动起来，并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内．问：

（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？

（2）警车发动后要多长时间才能追上货车？

A组　运动图象的分析与运用

图7

1．如图7所示，汽车以10m/s的速度匀速驶向路口，当行驶至距

路口停车线20m处时，绿灯还有3s熄灭．而该汽车在绿灯熄

灭时刚好停在停车线处，则汽车运动的速度（v）－时间（t）图象

可能是（　　）

2．如图8为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时做匀加速运动的v－t图线．已知在第3s末两个物体在途中相遇，则两个物体出发点的关系是（　　）

A．从同一地点出发

B．A在B前3m处

C．B在A前3m处

D．B在A前5m处

图8

B组　追及与相遇问题

3．在一次执行任务时，警车A追击劫匪车B，两车相距一定的距离，且同时由静止向同一方向加速行驶，经过30s追上．两车各自的加速度为aA＝15m/s2，aB＝10m/s2，最高时速分别为vA＝45m/s，vB＝40m/s，问追上时两车各行驶多少路程？

原来相距多远？

4．在水平轨道上有两列火车A和B相距x，A车在后面做初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动，而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，两车运动方向相同．要使两车不相撞，求A车的初速度v0满足什么条件．

课时规范训练

（限时：

45分钟）

一、选择题

1．如图1所示是一物体的x－t图象，则该物体在6s内的路程是（　　）

A．0B．2mC．4mD．12m

2．质量为1kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2.对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力F，使物体在水平面上运动了3t0的时间．为使物体在3t0时间内发生的位移最大，力F随时间的变化情况应该为下面四个图中的（　　）

3．