专题运动图像追击相遇问题

第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,物 理,首 页,上一页,下一页,末 页,（人教版）,第3讲专题,运动图象追及相遇问题,一、对直线运动的,x,t,图象的认识,1,物理意义：,反映了做直线运动的物体位移随时间变化的规律,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速度的大小,(2)图线上某点切线的斜率正负表示物体速度的方向,(3)两条图线的交点表示两物体在同一时刻到达同一位置,【提示】,1.图线在横轴上的截距表示物体从记时开始过一段时间从参考点出发图线与纵轴的截距表示开始计时时物体相对于参考点的位移,1物体沿,x,轴运动，观察者在,O,点，在,x,轴上有,A,、,B,、,C,三个点，它们到观察者的距离分别为4 m、4 m、8 m，如下图甲所示请在下图乙中做出观察者看到的下列物体运动的位移时间图象,(1)物体甲从,O,点开始以1 m/s的速度沿,x,轴正方向运动；,(2)物体乙在,B,点静止；,(3)物体丙从,A,点开始以1 m/s的速度沿,x,轴正方向运动；,(4)物体丁从,C,点开始以2 m/s的速度沿,x,轴负方向运动,二、对直线运动的,v,t,图象,1,物理意义：,反映了做直线运动的物体速度随时间的变化关系,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运动的加速度的大小,(2)图线上某点切线的斜率正负表示加速度的方向,3图象与坐标轴围成的,“,面积,”,的意义,(1)图象与坐标轴围成的面积表示物体的运动位移,(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正方向；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向,【提示】,2.图线在纵轴上的截距表示运动物体的初速度,v,0,；图线在横轴,t,上的截距表示物体从记时开始过一段时间才开始运动,2物体沿,x,轴运动，请在右图中做出物体运动的速度时间图象,(1)物体甲以2 m/s的速度，沿,x,轴正方向做匀速运动；,(2)物体乙以2 m/s的速度，沿,x,轴负方向匀速运动；,(3)物体丙由静止以1 m/s,2,的加速度沿,x,轴正方向运动；,(4)物体丁以4 m/s的初速度，1 m/s,2,的加速度沿,x,轴正方向做匀减速运动,【答案】,如右图所示,三、根据,v,t,图象的形状判断物体的运动性质,1,图线是直线,：表示物体做匀变速直线运动(一条倾斜的直线)或匀速直线运动(一条平行于,t,轴的直线),2图线是曲线：表示物体做变加速直线运动，图线上某点切线的斜率表示该点对应时刻的加速度，如右图所示表示,a,、,b,、,c,、,d,四个物体的,v,t,图线,a,表示物体在做加速度减小的加速运动,b,表示物体在做加速度减小的减速运动,c,表示物体在做加速度增大的减速运动,d,表示物体在做加速度增大的加速运动,四、追及、相遇,1,追上与追不上的临界条件,追和被追的两者的速度相等时常是能追上、追不上、二者距离有极值的临界条件,2,追及、相遇的特征,两物体在同一直线上运动，他们之间的距离发生变化时，可能出现最大距离、最小距离或者是距离为零的情况，这类问题称为追及、相遇问题,(1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动),两者速度相等时，追者位移仍小于被追者位移与初始间距之和，则永远追不上，此时二者间有最小距离,若速度相等时，若追者位移恰等于被追者位移与初始间距之和，则刚好追上，也是二者相遇时避免碰撞的临界条件,若相遇时追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还能再一次追上追者，二者速度相等时，二者间距离有一个较大值,(2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动),当两者速度相等时二者间有最大距离,当追者位移等于被追者位移与初始间距之和时，即后者追上前者(两物体从同一位置开始运动)即相遇,3一辆值勤的警车停在公路旁，当警员发现从他旁边以,v,8 m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去拦截，经2.5 s，警车发动起来，以,a,2 m/s,2,加速度匀加速开出，警车以加速度,a,2 m/s,2,维持匀加速运动能达到的最大速度为120 km/h，试问：,(1)警车要多长时间才能追上违章的货车？,(2)在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？,【解析】,(1)设警车在匀加速运动中经时间,t,追上货车，,则有,at,2,v,(,t,0,t,)，,代入数据得,t,2,8,t,200，解得,t,10 s，,此时警车速度,v,1,at,20 m/s,x,A,x,800 m700 m1 500 m,所以,A,、,B,两车在速度相同之前已经相撞,【答案】,相撞,1某质点做直线运动的位移,x,和时间,t,的关系如右图所示，那么该质点在3 s内通过路程是(),A2 mB3 m,C1 m D0.5 m,【解析】,由图象可知，在01 s内质点静止在位移为1 m的地方；12 s内质点从位移为1 m的地方匀速运动到位移为2 m的地方；在23 s内质点静止在位移为2 m的地方，因而质点在3 s内的路程即为在12 s内通过的路程，应为1 m.,【答案】,C,2如右图所示为物体做直线运动的,v,t,图象若将该物体的运动过程用,x,t,图象表示出来(其中,x,为物体相对出发点的位移)，则图中的四幅图描述正确的是(),【解析】,0,t,1,时间内物体匀速正向运动，故选项A错；,t,1,t,2,时间内，物体静止，且此时离出发点有一定距离，选项B、D错；,t,2,t,3,时间内，物体反向运动，且速度大小不变，即,x,t,图象中，0,t,1,和,t,2,t,3,两段时间内，图线斜率大小相等，故C对,【答案】,C,3如下图所示,x,t,图象和,v,t,图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是(),A图线1表示物体做曲线运动,B,x,t,图象中,t,1,时刻,v,1,v,2,C,v,t,图象中0至,t,3,时间内4的平均速度大于3的平均速度,D两图象中，,t,2,、,t,4,时刻分别表示2、4开始反向运动,【答案】,BC,4如右图所示的两条斜线分别代表,a,、,b,两物体做直线运动时的速度图线，下列说法中正确的是(),A在前10 s内，,b,的位移比,a,的位移大,B,b,的加速度比,a,的加速度大,C,a,出发后10 s追上,b,D10 s时两物体的瞬时速率相等,【解析】,在前10 s内，任一时刻都有,b,的速度比,a,的速度大，所以,b,的位移比,a,的位移大，A对在,v,t,图中，,b,的斜率比,a,的斜率小，所以,b,的加速度比,a,的加速度小，B错；10 s时,a,、,b,的速度相等，追上前的距离最大，所以C错D对,【答案】,AD,5(2010年南昌调研)在一次警车,A,追击劫匪车,B,时，两车同时由静止向同一方向加速行驶，经过30 s追上两车各自的加速度为,a,A,15 m/s,2,，,a,B,10 m/s,2,，各车最高时速分别为,v,A,45 m/s，,v,B,40 m/s，问追上时两车各行驶多少路程？原来相距多远？,【解析】,如图所示，以,A,车的初始位置为坐标原点，,Ax,为正方向，令,L,为警车追上劫匪车所走过的全程，,l,为劫匪车走过的全程则两车原来的间距为,L,L,l,设两车加速运动用的时间分别为t,A1,、t,B1,，以最大速度匀速运动的时间分别为t,A2,、t,B2,，则,v,A,a,A,t,A1,解得t,A1,3 s，则t,A2,27 s,同理t,B1,4 s，t,B2,26 s,警车在03 s时间段内做匀加速运动，,L,1,a,A,t,2,A,1,在3 s30 s时间段内做匀速运动，则,L,2,v,A,t,A,2,警车追上劫匪车的全部行程为,L,L,1,L,2,a,A,t,2,A,1,v,A,t,A,2,1 282.5 m,同理劫匪车被追上时的全部行程为,l,l,1,l,2,a,B,t,2,B,1,v,B,t,B,2,1 120 m,两车原来相距,L,L,l,162.5 m.,【答案】,1 282.5 m1 120 m162.5 m,