第3课时专题运动图象追及相遇问题。

一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，使教师有一个简单易懂的教学思路。关于好的教案要怎么样去写呢？小编为此仔细地整理了以下内容《第3课时专题运动图象追及相遇问题》，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

第3课时专题运动图象追及相遇问题
1．
图1－3－11
如图1－3－11所示的位移(x)－时间(t)图象和速度(v)－时间(t)图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是()
A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动
B．0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程
C．0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远
D．0～t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等
解析：在x－t图象中表示的是直线运动的物体的位移随时间的变化情况，而不是物体运动的轨迹，由甲、乙两车在0～t1时间内做单向的直线运动，故在这段时间内两车通过的位移和路程均相等，A、B选项均错．在v－t图象中，t2时刻丙、丁速度相等，故两者相距最远，C选项正确．由图线可知，0～t2时间内丙位移小于丁的位移，故丙的平均速度小于丁的平均速度，D选项错误．
答案：C
2．
图1－3－12
如图1－3－12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t1时刻v1＞v2
C．v－t图象中0至t3时间内4的平均速度大于3的平均速度
D．两图象中，t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动
答案：BC
3.
图1－3－13
小球在t＝0时刻从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其v－t图象如图1－3－13所示，则由图可知()
A．小球下落的最大速度为5m/s
B．小球下落的最大速度为3m/s
C．小球能弹起的最大高度为0.45m
D．小球能弹起的最大高度为1.25m
解析：从题图可知，下落的最大速度为5m/s，弹起的最大高度为横轴下面三角形的面积，即为0.45m.
答案：AC
4．A、B两列火车，在同轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA＝10m/s，B车在后，其速度vB＝30m/s.因大雾能见度低，B车在距A车700m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过1800m才能停止．问A车若按原速度前进，两车是否会相撞？说明理由．
解析：B车减速至vA＝10m/s时的时间t＝vB－vAaB＝30－100.25s＝80s，此段时间内A车的位移为：
xA＝vAt＝10×80m＝800m，aB＝v2B2x＝(30m/s)22×800＝0.25m/s2.
B车的位移为：xB＝vBt－12aBt2＝30×80－12×0.25×802m＝1600m
因为xB＝1600mxA＋x＝800m＋700m＝1500m，所以A、B两车在速度相同之前已经相撞．
答案：相撞理由见解析
5．(20xx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30s追上．两车各自的加速度为aA＝15m/s2，aB＝10m/s2，各车最高时速分别为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？
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ΔL＝L－l
设两车加速运动用的时间分别为tA1、tB1，以最大速度匀速运动的时间分别为tA2、tB2，
则vA＝aAtA1，解得tA1＝3s则tA2＝27s，同理tB1＝4s，tB2＝26s
警车在0～3s时间段内做匀加速运动，L1＝12aAtA12
在3s～30s时间段内做匀速运动，则L2＝vAtA2
警车追上劫匪车的全部行程为L＝L1＋L2＝12aAtA12＋vAtA2＝1282.5m
同理劫匪车被追上时的全部行程为l＝l1＋l2＝12aBtB12＋vBtB2＝1120m，
两车原来相距ΔL＝L－l＝162.5m
答案：1282.5m1120m162.5m

1.
图1－3－14
甲、乙两质点在一直线上做匀加速直线运动的v－t图象如图1－3－14所示，在3s末两质点在途中相遇，两质点出发点间的距离是()
A．甲在乙之前2mB．乙在甲之前2m
C．乙在甲之前4mD．甲在乙之前4m
解析：甲、乙两质点在3s末在途中相遇时，各自的位移为2m和6m，因此两质点出发点间的距离是甲在乙之前4m.
答案：D
2.
图1－3－15
一遥控玩具小车在平直路上运动的位移—时间图象如图1－3－15所示，则()
A．15s末汽车的位移为300m
B．20s末汽车的速度为－1m/s
C．前10s内汽车的加速度为3m/s2
D．前25s内汽车做单方向直线运动
解析：由位移—时间图象可知：前10s汽车做匀速直线运动，速度为3m/s，加速度为0，所以C错误；10s～15s汽车处于静止状态，汽车相对于出发点的位移为30m，所以A错误；15s～25s汽车向反方向做匀速直线运动，速度为－1m/s，所以D错误，B正确．
答案：B
3.
图1－3－16
一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图1－3－16所示．取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动的v－t图象正确的是()
解析：物体在0～1s内做匀加速直线运动，在1～2s内做匀减速直线运动，到2s时速度刚好减为0，一个周期结束，以此循环运动．
答案：C
4.
图1－3－17
一辆汽车正在以v0＝20m/s的速度匀速行驶，突然，司机看见车的正前方x处有一只静止的小狗，司机立即采取制动措施．司机从看见小狗开始采取了一系列动作，整个过程中汽车的运动规律如图1－3－17所示，则下列说法中正确的是()
A．汽车先做匀速运动再做反向匀减速运动
B．汽车做匀变速运动的加速度为4.44m/s2
C．从图中得到司机在其反应时间内前进的距离为10m
D．x等于或大于10m时，小狗是安全的
解析：汽车先做匀速运动，再做同方向的匀减速运动，A项错误；汽车做匀变速运动的加速度为a＝204m/s2＝5m/s2，B项错误；汽车在司机的反应时间内前进的距离为x1＝v0t1＝10m，C项正确；汽车从司机看见小狗至停止的时间内前进的距离为x2＝x1＋v0t2/2＝50m，所以小狗相对汽车的安全距离为50m，D项错误．
答案：C
5.
图1－3－18
如图1－3－18是一娱乐场的喷水滑梯．若忽略摩擦力，人从滑梯顶端滑下直到入水前，速度大小随时间变化的关系最接近下图中的()
解析：对人进行受力分析可知，人受到重力和支持力．重力与支持力在垂直滑梯方向上大小相等，方向相反，重力在平行滑梯方向上的分力提供向下加速度．人的初始速度为零，可排除C.由图知滑梯中间一段坡度与上下段不同，则人在这段的加速度与上下段不同，A、D错，选B.
答案：B
6.
图1－3－19
甲、乙两物体由同一位置出发沿一直线运动，其速度－时间图象如图1－3－19所示，下列说法正确的是()
A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动
B．两物体两次相遇的时刻分别是在2s末和6s末
C．乙在头2s内做匀加速直线运动，2s后做匀减速直线运动
D．2s后，甲、乙两物体的速度方向相反
解析：由图象知，v甲＝2m/s，故甲物体做匀速直线运动，乙物体在0～2s内沿正向做匀加速直线运动，在2～6s内沿正向做匀减速直线运动．乙物体做的不是同一个匀变速直线运动，A错C对．
在2s末，甲物体的位移x甲＝2×2m＝4m，乙物体的位移x乙＝12×(2×4)m＝4m，故两物体在2s末相遇．在6s末，甲物体的位移x甲′＝2×6m＝12m，乙物体的位移x乙′＝12×(6×4)m＝12m，故两物体在6s末相遇，B正确．在0～6s内，甲、乙两物体始终沿规定的正方向运动，D错．
答案：BC
7.
图1－3－20
t＝0时，甲、乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的v－t图象如图1－3－20所示．忽略汽车掉头所需时间．下列对汽车运动状况的描述正确的是()
A．在第1小时末，乙车改变运动方向
B．在第2小时末，甲、乙两车相距10km
C．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大
D．在第4小时末，甲、乙两车相遇
解析：速度图象在t轴下的均为反方向运动，故2h末乙车改变运动方向，A错；2h末从图象围成的面积可知乙车运动位移为30km，甲车位移为30km，相向运动，此时两车相距70km－30km－30km＝10km，B对；从图象的斜率看，斜率大加速度大，故乙车加速度在4h内一直比甲车加速度大，C对；4h末，甲车运动位移120km，乙车运动位移30km，两车原来相距70km，故此时两车还相距20km，D错．
答案：BC
8.
图1－3－21
如图1－3－21所示，t＝0时，质量为0.5kg物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变)，最后停在C点．测得每隔2s的三个时刻物体的瞬时速度记录在下表中，由此可知(重力加速度g＝10m/s2)()
t/s0246
v/(ms－1)08128
A.物体运动过程中的最大速度为12m/sB．t＝3s的时刻物体恰好经过B点
C．t＝10s的时刻物体恰好停在C点D．A、B间的距离大于B、C间的距离
解析：仔细观察数据可得，0～2s内物体加速运动，加速度a1＝4m/s2，2～4s内也是加速运动，但按照0～2s规律，4s末应加至16m/s，所以在4s末物体应处于水平段，4～6s内物体的运动为水平方向的匀减速运动，加速度a2＝2m/s2.因题目设计的数据较小且规律性明显，可作速度时间图象如图．由图知物体在3～4s内达到最大速度，大于12m/s，A、B均错；在t＝10s时到达C点静止，C对；A、B间距离应小于B、C间距离，D错．若采用公式法，虽可解出，但计算量大，解得t＝10/3s时到达B点，速度为40/3m/s.
答案：C
9.
图1－3－22
a、b两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的速度图象如图1－3－22所示，下列说法正确的是()
A．a、b加速时，物体a的加速度大于物体b的加速度
B．20秒时，a、b两物体相距最远
C．60秒时，物体a在物体b的前方
D．40秒时，a、b两物体速度相等，相距200m
解析：a、b加速时，a的加速度a1＝40－1020m/s2＝32m/s2.
b的加速度a2＝40－040－20m/s2＝2m/s2，a1a2，故A错．
20s时，a的速度为40m/s.b的速度为零，在以后的运动中，两者距离仍增大，B错.60s时a的位移x1＝10＋402×20m＋40×(60－20)m＝2100m，b的位移s2＝12×40×80m＝1600m.
x1x2，所以C对．
40s时，a的位移x1′＝10＋402×20m＋20×40m＝1300m，b的位移x2′＝12×20×40m＝400m，两者相距Δx＝x1′－x2′＝900m，D错．
答案：C
10.
图1－3－23
如图1－3－23所示，a、b分别是甲、乙两辆车从同一地点沿同一直线同时运动的速度图象，由图象可以判断()
A．2s后甲、乙两车的加速度大小相等
B．在0～8s内两车最远相距148m
C．两车只有t0时刻速率相等
D．两车在t＝8s时相遇
解析：2s后，|a甲|＝202m/s2＝10m/s2，|a乙|＝203m/s2，故|a甲||a乙|，A错；t＝2s时和t＝t0时，甲、乙速率均相等，故C错；t＝8s时，甲回到出发点，乙没有回到出发点，故D错；由题干图可知两车在0～8s内相距最远应在t0时刻，由a、b两直线可求出t0＝4.4s，则两车相距最远距x应为a、b两线和纵轴围成的面积，解得x＝148m，故B对．
答案：B
11.
图1－3－24
如图1－3－24所示，A、B两物体相距s＝7m时，A在水平拉力和摩擦力作用下，正以vA＝4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时正以vB＝10m/s的初速度向右匀减速运动，加速度a＝－2m/s2，求A追上B所经历的时间．
解析：物体B减速至静止的时间为t，则－vB＝at0，t0＝102s＝5s
物体B向前运动的位移xB＝12vBt0＝12×10×5m＝25m.
又因A物体5s内前进xA＝vAt0＝20m，显然xB＋7m＞xA.
所以A追上B前，物体B已经静止，设A追上B经历的时间为t′，则t′＝xB＋7vA＝25＋74s＝8s.
答案：8s
12．一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？
解析：(1)警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时．它们间的距离最大，设警车发动后经过t1时间两车的速度相等．则t1＝102.5s＝4s，x货＝(5.5＋4)×10m＝95m，
x警＝12at21＝12×2.5×42m＝20m，所以两车间的最大距离Δx＝x货－x警＝75m.
(2)v0＝90km/h＝25m/s，当警车刚达到最大速度时，运动时间t2＝252.5s＝10s
x货′＝(5.5＋10)×10m＝155m，x警′＝12at22＝12×2.5×102m＝125m
因为x货′＞x警′，故此时警车尚未赶上货车，且此时两车距离Δx′＝x货′－x警′＝30m
警车达到最大速度后做匀速运动，设再经过Δt时间追赶上货车，则Δt＝Δx′v0－v＝2s
所以警车发动后要经过t＝t2＋Δt＝12s才能追上货车．
答案：(1)75m(2)12sJAB88.com

扩展阅读

高考物理第一轮考纲知识复习:运动图像追及相遇问题

第3节运动图像追及相遇问题
【考纲知识梳理】
直线运动的（x-t图像）位移—时间图像
1.横轴表示时间（从开始计时的各个时刻），纵轴表示位移（从计时开始任一时刻对应的位置，即从计时开始的这段时间内物体相对坐标原点的位移）.
2.图象的物理意义：
①反映做直线运动的物体位移随时间变化的关系；
②图线上任一点的斜率表示该时刻的瞬时速度大小.
3.应用要点：
（1）两图线相交说明两物体相遇，其交点的横坐标表示相遇的时刻，纵坐标表示相遇处相对参考点的位移.
（2）图象是直线表示物体做匀速直线运动或静止；图象是曲线则表示物体做变速运动.
（3）图象与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边.
(4)图象平行于t轴，说明斜率为零，即物体的速度为零，表示物体静止.图线斜率为正值，表示物体沿与规定正方向相同的方向运动；图线斜率为负值，表示物体沿与规定正方向相反的方向运动.
二、直线运动的（v-t图像）速度—时间图像
1.物理意义：反映做直线运动的物体的速度随时间变化的关系，如下图所示。

2.图像信息：
⑴
斜率
意义

大小表示加速度的大小，斜率越大代表加速度越大
正负正：a正方向
负：a负方向
⑵
图线的曲直
直线表示物体做匀速直线运动或匀变速直线运动
曲线表示物体做变加速度直线运动
追及和相遇问题
1.速度小者追速度大者
类型图象说明
匀加速追匀速①t=t0以前，后面物体与前面物体间距离增大
②t=t0时，两物体相距最远为x0+Δx
③t=t0以后，后面物体与前面物体间距离减小
④能追及且只能相遇一次

匀速追匀减速
匀加速追匀减速
2.速度大者追速度小者
匀减速追匀速开始追及时，后面物体与前面物体间的距离在减小，当两物体速度相等时，即t=t0时刻：
①若Δx=x0,则恰能追及，两物体只能相遇一次，这也是避免相撞的临界条件
②若Δxx0,则不能追及，此时两物体最小距离为x0-Δx
③若Δxx0,则相遇两次，设t1时刻Δx1=x0,两物体第一次相遇，则t2时刻两物体第二次相遇
匀速追匀加速
匀减速追匀加速
说明：
①表中的Δx是开始追及以后，后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移；
②x0是开始追及以前两物体之间的距离；
③t2-t0=t0-t1;
④v1是前面物体的速度，v2是后面物体的速度.
【要点名师透析】
一、运动图象的认识
1.x-t图象和v-t图象中能反映的空间关系只有一维，因此x-t图象和v-t图象只能描述直线运动.
2.两个物体的运动情况如果用x-t图象来描述，从图象可知两物体起始时刻的位置，如果用v-t图象来描述，则从图象中无法得到两物体起始时刻的位置关系.
3.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总结为“六看”：
4.应用图象解题的意义
(1)用图象解题可使解题过程简化，思路更清晰，而且比解析法更巧妙、更灵活.在有些情况下运用解析法可能无能为力，但是图象法则会使你豁然开朗.
(2)利用图象描述物理过程更直观.物理过程可以用文字表述，也可以用数学式表达，还可以用物理图象描述.如果能够用物理图象描述，一般来说会更直观且容易理解.
5.运用图象解答物理问题的重要步骤
(1)认真审题，根据题中所需求解的物理量，结合相应的物理规律确定所需的横纵坐标表示的物理量.
(2)根据题意，找出两物理量的制约关系，结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象.
(3)由所作图象结合题意，运用函数图象进行表达、分析和推理，从而找出相应的变化规律，再结合相应的数学工具(即方程)求出相应的物理量.
注意：(1)利用图象分析物体的运动时,关键是从图象中找出有用的信息或将题目中的信息通过图象直观反映出来.
(2)速度图象向上倾斜不一定做加速运动,向下倾斜不一定做减速运动,关键分析速度v与加速度a的方向关系.
【例1】(20xx合肥模拟)物体A、B的x-t图象如图所示,由图可知()
A.从第3s起,两物体运动方向相同,且vAvB
B.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动
C.在5s内物体的位移相同,5s末A、B相遇
D.5s内A、B的平均速度相等
【答案】选A.
【详解】x-t图象的斜率的大小表示物体运动的速度大小,斜率的正负表示物体运动的方向,由题图可知,A对；B物体的出发点在离原点5m处,A物体的出发点在原点处,B错；物体B在5s内的位移为10m-5m=5m,物体A在3s～5s内的位移为10m,故C、D均错.
二、分析追及相遇问题应注意的两个问题
1、一个条件：即两个物体的速度所满足的临界条件，例如两个物体距离最大或距离最小、后面的物体恰好追上前面的物体或恰好追不上前面的物体等情况下，速度所满足的条件.
常见的情形有三种：一是做初速度为零的匀加速直线运动的物体甲，追赶同方向的做匀速直线运动的物体乙，这种情况一定能追上，在追上之前，两物体的速度相等(即v甲=v乙)时，两者之间的距离最大；二是做匀速直线运动的物体甲，追赶同方向的做匀加速直线运动的物体乙，这种情况不一定能追上，若能追上，则在相遇位置满足v甲≥v乙；若追不上，则两者之间有个最小距离，当两物体的速度相等时，距离最小；三是做匀减速直线运动的物体追赶做匀速直线运动的物体，情况和第二种情况相似.
2、两个关系：即两个运动物体的时间关系和位移关系.其中通过画草图找到两个物体位移之间的数值关系是解决问题的突破口.
注意：分析追及和相遇问题的技巧
(1)紧抓“一图三式”,即：过程示意图,时间关系式、速度关系式和位移关系式.
(2)审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件.
(3)若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否已经停止运动，另外还要注意最后对解的讨论分析.
【例2】A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，速度vB=30m/s，因大雾能见度很低，B车在距A车x0=75m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过180m才能停止，问：B车刹车时A车仍按原速率行驶，两车是否会相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时相撞？若不会相撞，则两车最近距离是多少？
【答案】见详解
【详解】B车刹车至停下来过程中，由(2分)得(1分)
解法(一)：物理分析法
假设不相撞，依题意画出运动过程示意图，如图所示
设经过时间t两车速度相等，对B车有：vA=vB+aBt(2分)
解得(1分)
此时B车的位移有(2分)
A车的位移有xA=vAt=10×8=80m(2分)
因xB＞x0+xA，故两车会相撞(2分)
设经过时间t′两车相撞，则有(2分)
代入数据解得，t′1=6s，t′2=10s(舍去)(2分)
三、追及,相遇问题的处理方法
方法1:临界条件法(物理法):当追者与被追者到达同一位置,两者速度相同,则恰能追上或恰追不上(也是二者避免碰撞的临界条件)
方法2:判断法(数学方法):若追者甲和被追者乙最初相距d0令两者在t时相遇,则有x甲-x乙=d0,得到关于时间t的一元二次方程:当Δ=b2-4ac0时,两者相撞或相遇两次;当Δ=b2-4ac=0时,两者恰好相遇或相撞;Δ=b2-4ac0时,两者不会相撞或相遇.
方法3:图象法.
【例3】小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶，恰有一自行车一6m/s的速度从车边匀速驶过。
⑴小汽车从运动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远？此时距离是多少？
⑵什么时候追上自行车，此时汽车的速度是多少？
⑴解法一：物理分析法
汽车开动时速度由零逐渐增大，而自行车速度是定值，当汽车速度还小于自行车速度是，两者的距离越来越大，当汽车的速度大于自行车速度时，两者距离越来越小，所以当两车的速度相等时，两车的距离最大，有，
所以，
解法二：极值法
设汽车追上自行车之前t时刻相距最远
利用二次函数求极值条件知：
解法三：图像法
画出汽车和自行车的v-t图，
当ts时两车速度相等，
解法四：相对运动法
以自行车为参考系，汽车追上自行车之前初速度大小为6m/s，方向向后，加速度为大小为3m/s2，方向向前。经分析汽车先远离自行车做匀减速直线运动末速度为零时相距最远，在靠近自行车做匀加速直线运动。
⑵由第一问第三种方法中可以知道当t=4s时汽车追上自行车。
【感悟高考真题】
1.（20xx海南物理T8）一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项正确的是（）
A.在0～6s内，物体离出发点最远为30m
B.在0～6s内，物体经过的路程为40m[
C.在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/s
D.5～6s内，物体所受的合外力做负功
【答案】选BC。
【题文】根据图像可知，前5s物体沿正方向运动，第6s物体沿负方向运动，所以物体离出发点最远的时刻是第5s末，前5s的位移m，第6s内的位移大小m。所以离出发点最远为35m，故A错误；6s内的路程m，故B正确；前4s内的位移是m，平均速度m/s，故C正确；在5～6s内，物体的速度逐渐增大，动能逐渐增大，合外力做正功，故D错误。
2.（20xx新课标全国卷T24）甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。
【答案】57
【详解】设汽车甲在第一段时间间隔末（时刻t0）的速度为v，第一段时间间隔内行驶的路程为s1，加速度为a，在第二段时间间隔内行驶的路程为s2，由运动学公式有，
v=at0①
s1=12at02②
s2=vt0＋122at02③
设汽车乙在时刻t0的速度为v′，在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为s1′、s2′，同理有，
v′=2at0④
s1′=122at02⑤
s2′=v′t0＋12at02⑥
设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s′，则有
s=s1＋s2⑦
s′=s1′＋s2′⑧
联立以上各式解得，甲、乙两车各自行驶路程之比为
ss′=57
解答本题时可由运动学公式分别写出两汽车的速度和位移方程，再根据两车加速度的关系，求出两车路程之比。
3.（20xx广东高考）图是某质点运动的速度图像，由图像得到的正确结果是（）
A．0～1s内的平均速度是2m/s
B.0～2s内的位移大小是3m
C.0～1s内的加速度大于2～4s内的加速度
D．0～1s内的运动方向与2～4s内的运动方向相反
【答案】选BC。
【详解】由v-t图像的面积可求得0—1s的位移s=1m,时间t=1s，由平均速度定义得：，故A选项错误；由v-t图像的面积可求得0—2s的位移s=3m，故B选项正确；利用图像斜率求出0-1s的加速度：a1=2m/s2、2-4s的加速度a2=1m/s2、因而：a1a2，故C选项正确；由图像可见0-1s、2-4s两个时间段内速度均为正，表明速度都为正向，运动方向相同，故D选项错误；
4.（20xx天津高考）质点做直线运动的v-t图像如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为()
A．0.25m/s向右
B．0.25m/s向左
C．1m/s向右
D．1m/s向左
【答案】选B.
【详解】有图线可知0-3s内的位移为：，方向为正方向；3-8s内的位移为：，方向为负方向；0-8s内的位移为：；该段时间内的平均速度为：，负号表示方向是向左的。故B正确，A.C.D错误.
5.（20xx全国Ⅰ高考）汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～60s内汽车的加速度随时间变化的图线如右图12所示。
⑴画出汽车在0～60s内的v-t图线；
⑵求在这60s内汽车行驶的路程。
【答案】⑴速度图像为上图13所示,⑵900m
【详解】(1)由加速度图像可知前10s汽车做匀加速直线运动，中间30s汽车做匀速直线运动,后20s汽车做匀减速直线运动到停止.(2分)
由a-t图和匀变速直线运动的公式,得
vm=a1t1=20m/s。(2分)
建立v-t坐标系,根据上面所求可画出速度图像如右图13所示.(4分)
(2)由速度图像的面积可求出汽车作匀加速、匀速、匀减速三段运动的位移之和,(3分)
即:（m）(4分)
6.（09山东17）某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是（B）
解析：由图甲可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2s-4s做正方向匀加速直线运动，所以受力为负，且恒定，4s-6s做负方向匀加速直线运动，所以受力为负，恒定，6s-8s做负方向匀减速直线运动，所以受力为正，恒定，综上分析B正确。
考点：v-t图象、牛顿第二定律
提示：在v-t图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，加速度恒定，受力恒定。
速度——时间图象特点：
①因速度是矢量，故速度——时间图象上只能表示物体运动的两个方向，t轴上方代表的“正方向”，t轴下方代表的是“负方向”，所以“速度——时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况，如果做曲线运动，则画不出物体的“位移——时间”图象；
②“速度——时间”图象没有时间t的“负轴”，因时间没有负值，画图要注意这一点；
③“速度——时间”图象上图线上每一点的斜率代表的该点的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向；
④“速度——时间”图象上表示速度的图线与时间轴所夹的“面积”表示物体的位移。
7.（09全国卷Ⅱ15）两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.4s时间内的v-t图象如图所示。若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为（B）
A．和0.30sB．3和0.30s
C．和0.28sD．3和0.28s
解析：本题考查图象问题.根据速度图象的特点可知甲做匀加速,乙做匀减速.根据得,根据牛顿第二定律有,得,由,得t=0.3s,B正确。
8.（09江苏物理9）如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有（BCD）
A．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大
B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大
C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大
D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大
解析：处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析，使用图象处理则可以使问题大大简化。对A、B在水平方向受力分析如图，F1为弹簧的拉力；当加速度大小相同为a时，对Ａ有，对Ｂ有，得，在整个过程中Ａ的合力（加速度）一直减小而Ｂ的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于Ｂ的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于Ｂ的合力（加速度）。两物体运动的v-t图象如图，tl时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2时刻两物体的速度相等，Ａ速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，弹簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外其它力对系统正功，系统机械能增加，tl时刻之后拉力依然做正功，即加速度相等时，系统机械能并非最大值。
9.（09广东物理3）某物体运动的速度图像如图，根据图像可知（AC）
A.0-2s内的加速度为1m/s2
B.0-5s内的位移为10m
C.第1s末与第3s末的速度方向相同
D.第1s末与第5s末加速度方向相同
解析：v-t图像反映的是速度v随时t的变化规律，其斜率表示的是加速度，A正确；图中图像与坐标轴所围成的梯形面积表示的是0-5s内的位移为7m，在前5s内物体的速度都大于零，即运动方向相同，C正确；0-2s加速度为正，4-5s加速度为负，方向不同。

10.（09海南物理7）一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和，速度分别是和，合外力从开始至时刻做的功是，从至时刻做的功是,则（AC）
A．B．
C．D．
11.（09海南物理8）甲乙两车在一平直道路上同向运动，其图像如图所示，图中和的面积分别为和.初始时，甲车在乙车前方处。（ABC）
A．若，两车不会相遇
B．若，两车相遇2次
C．若，两车相遇1次
D．若，两车相遇1次
12.（09广东理科基础3）图1是甲、乙两物体做直线运动的v一t图象。下列表述正确的是（A）
A．乙做匀加速直线运动
B．0一ls内甲和乙的位移相等
C．甲和乙的加速度方向相同
D．甲的加速度比乙的小
解析：甲乙两物体在速度图象里的图形都是倾斜的直线表明两物体都是匀变速直线,乙是匀加速，甲是匀减速,加速度方向不同A对C错；根据在速度图象里面积表示位移的方法可知在0一ls内甲通过的位移大于乙通过的位移.B错；根据斜率表示加速度可知甲的加速度大于乙的加速度，D错。
13.（09广东理科基础9）物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图所示。下列表述正确的是（A）
A．在0—1s内，合外力做正功
B．在0—2s内，合外力总是做负功
C．在1—2s内，合外力不做功
D．在0—3s内，合外力总是做正功
解析：根据物体的速度图象可知，物体0-1s内做匀加速合外力做正功，A正确；1-3s内做匀减速合外力做负功。根据动能定理0到3s内，1—2s内合外力做功为零。
14.（09年福建卷）21.如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q（q0）的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。

（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1
（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm，求滑块从静止释
放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W；
（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整
个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。（本小题不要求写出计算过程）
答案：（1）;（2）;
(3)
解析：本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。
（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则有
qE+mgsin=ma①
②
联立①②可得
③
（2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为，则有
④
从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得
⑤
联立④⑤可得
s
（3）如图
15.（09上海物理24）（14分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝0.3，r＝0.2，s＝1m）

（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；
（2）求磁感应强度B的大小；
（3）若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－B2l2m（R＋r）x，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？
（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。
解析：（1）金属棒做匀加速运动，R两端电压UIv，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大，加速度为恒量；
（2）F－B2l2vR＋r＝ma，以F＝0.5v＋0.4
代入得（0.5－B2l2R＋r）v＋0.4＝a
a与v无关，所以a＝0.4m/s2，（0.5－B2l2R＋r）＝0
得B＝0.5T
（3）x1＝12at2，v0＝B2l2m（R＋r）x2＝at，x1＋x2＝s，所以12at2＋m（R＋r）B2l2at＝s
得：0.2t2＋0.8t－1＝0，t＝1s，
（4）可能图线如下：

【考点模拟演练】
1.某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图象.某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是()
A.在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大
B.在0-t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大
C.在t1-t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大
D.在t3-t4时间内，虚线反映的是匀速运动
【答案】BD
【详解】v-t图象的斜率表示加速度的大小，在t1时刻虚线斜率小，反映的加速度小，所以A错误.v-t图象包围的面积表示位移的大小，0～t1时间内虚线包围面积大，则求得平均速度大，所以B正确，同理C错误.在t3～t4时间内，虚线是一段与时间轴平行的直线，反映速度不变，所以是匀速运动，则D正确.
2.质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动，v-t图象如图所示.由此可求()
A.前25s内汽车的平均速度
B.前10s内汽车的加速度
C.前10s内汽车所受的阻力
D.15～25s内合外力对汽车所做的功
【答案】ABD
【详解】由题图知，汽车25s内的位移为故前25s内汽车平均速度可求，A正确；由题图知前10s内汽车做初速度为0的匀加速直线运动，，
B正确；结合题图分析，因牵引力未知，故前10s内汽车所受阻力无法求得，
C错误；由题干条件和动能定理可知，故15～25s内合外力对汽车所做的功可求得，D正确.
3.(20xx常州模拟)如图所示，有一质点从t＝0时刻开始，由坐标原点出发沿v轴的方向运动，则以下说法不正确的是()
A.t＝1s时，离开原点的位移最大
B.t＝2s时，离开原点的位移最大
C.t＝4s时，质点回到原点
D.0到1s与3s到4s的加速度相同
【答案】选A.
【详解】根据v-t图象在各阶段为直线，可知质点在各阶段均做匀变速直线运动：在0～1s内沿v轴正方向的速度不断增加，故做初速度为零的匀加速直线运动；在1s～2s内沿
v轴正方向做匀减速直线运动，2s时离原点最远，A错B对；在2s～3s内沿v轴负方向做匀加速直线运动；在3s～4s内沿v轴负方向做匀减速直线运动，4s时回到原点，C对；在0～1s和3s～4s内加速度大小和方向均相同，D正确.故选A.
4.(20xx泉州模拟)如图是一辆汽车做直线运动的x-t图象，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是()
A.OA段运动速度最大
B.AB段物体做匀速运动
C.CD段的运动方向与初始运动方向相反
D.运动4h汽车的位移大小为30km
【答案】选C.
【详解】由图象的斜率可知CD段的运动方向与初始运动方向相反且速度最大，A错C对；AB段表示汽车处于静止状态，B错；运动4h汽车的位移为零，D错.
5.(20xx长沙模拟)在平直公路上，自行车与同方向行驶的一辆汽车在t=0时同时经过某一个路标，它们的位移随时间变化的规律为：汽车x=10t-t2，自行车x=5t，(x的单位为m，t的单位为s)，则下列说法正确的是()
A.汽车做匀加速直线运动，自行车做匀速直线运动
B.经过路标后的较短时间内自行车在前，汽车在后
C.在t=2.5s时，自行车和汽车相距最远
D.当两者再次同时经过同一位置时，它们距路标12.5m
【答案】选C.
【详解】由汽车和自行车位移随时间变化的规律知，汽车做匀减速运动，v0=10m/s，a=-2m/s2，自行车做匀速直线运动，v=5m/s，故A、B错误.当汽车速度和自行车速度相等时，相距最远.根据v=v0+at，t=2.5s，C正确.当两车位移相等时再次经过同一位置,故10t′-t′2=5t′,解得t′=5s,
x=25m，故D错误.
6.(20xx湛江一中高三第一次月考)如右图所示是某质点做直线运动的v－t图象，由图可知这个质点的运动情况是()
A．前5s做的是匀速运动
B．5s～15s内做匀加速运动，加速度为1m/s2
C．15s～20s内做匀减速运动，加速度为3.2m/s2
D．质点15s末离出发点最远，20秒末回到出发点
【答案】A
【详解】由图象可知前5s做的是匀速运动，A正确；5s～15s内做匀加速运动，但加速度为0.8m/s2，B错误；15s～20s做匀减速运动，其加速度为－(16/5)m/s2＝－3.2m/s2，C错误；质点在20s末离出发点最远，质点一直做的是方向不变的直线运动，D错误．
7.(20xx安徽省级示范高中名校联考)甲、乙两辆汽车，同时在一条平直的公路上自西向东运动，开始时刻两车平齐，相对于地面的v－t图象如图所示，关于它们的运动，下列说法正确的是()
A．甲车中的乘客说，乙车先以速度v0向西做匀减速运动，后向东做匀加速运动
B．乙车中的乘客说，甲车先以速度v0向西做匀减速运动，后做匀加速运动
C．根据v－t图象可知，开始乙车在前，甲车在后，两车距离先减小后增大，当乙车速度增大到v0时，两车恰好平齐
D．根据v－t图象可知，开始甲车在前，乙车在后，两车距离先增大后减小，当乙车速度增大到v0时，两车恰好平齐
【答案】A
【详解】甲车中的乘客以甲车为参考系，相当于甲车静止不动，乙车以初速度v0向西做减速运动，速度减为零之后，再向东做加速运动，所以A正确；乙车中的乘客以乙车为参考系，相当于乙车静止不动，甲车以初速度v0向东做减速运动，速度减为零之后，再向西做加速运动，所以B错误；以地面为参考系，当两车速度相等时，距离最远，所以C、D错误．
8.(20xx东北三校联考)从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度—时间图象如图所示．在0～t2时间内，下列说法中正确的是()
A．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小
B．在第一次相遇之前，t1时刻两物体相距最远
C．t2时刻两物体相遇
D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是v1＋v22
【答案】B
【详解】速度—时间图象中Ⅰ物体的斜率逐渐减小，即Ⅰ物体的加速度逐渐减小，所以Ⅰ物体所受合外力不断减小，A错误；在0～t1时间内，Ⅱ物体的速度始终大于Ⅰ物体的速度，所以两物体间距离不断增大，当两物体速度相等时，两物体相距最远，B正确；在速度—时间图象中图线与坐标轴所围面积表示位移，故到t2时刻，Ⅰ物体速度图线所围面积大于Ⅱ物体速度图线所围面积，两物体平均速度不可能相同，C、D错误．
9.汽车的加速性能是反映汽车性能的重要指标．速度变化得越快，表明它的加速性能越好．图为研究甲、乙、丙三辆汽车加速性能得到的v－t图象，根据图象可以判定
()
A．甲车的加速性能最好
B．乙比甲的加速性能好
C．丙比乙的加速性能好
D．乙、丙两车的加速性能相同
【答案】BD
【详解】图象的斜率表示加速度，加速度越大，加速性能越好，由图象可知B、D正确．
10.一辆汽车以10m/s的速度沿平直公路匀速运动，司机发现前方有障碍物立即减速，以0.2m/s2的加速度做匀减速运动，减速后一分钟内汽车的位移是()
A.240mB.250mC.260mD.90m
【答案】选B.
【详解】设汽车从开始减速到停止所用时间为t,则v0=at，解得t=50s.根据解得50s内的位移为250m，故B正确.
11.(20xx绵阳模拟)(12分)如图所示，公路上一辆汽车以v1=10m/s的速度匀速行驶，汽车行至A点时，一人为搭车，从距公路30m的C处开始以v2=3m/s的速度正对公路匀速跑去，司机见状途中刹车，汽车做匀减速运动,结果车和人同时到达B点,已知AB=80m，问：汽车在距A点多远处开始刹车，刹车后汽车的加速度有多大？
【答案】60m2.5m/s2
【详解】人从C到B用时这一时间内汽车由A
到B且停在B点，设车从A经t1，开始刹车.v1t1+(t-t1)=xAB(3分)
代入数据解得：t1=6s(3分)
所以x1=v1t1=60m，(3分)
(3分)
12.在十字路口，汽车以0.5m/s2的加速度从停车线起动做匀加速直线运动时，恰有一辆自行车以5m/s的速度匀速驶过停车线与汽车同方向行驶，求：
（1）什么时候它们相距最远；最大距离是多少；
（2）在什么地方汽车追上自行车；追到时汽车速度是多少.
【答案】见详解
【详解】（1）初始阶段，自行车速度大于汽车速度，只要汽车速度小于自行车速度，两车距离总是在不断增大.当汽车速度增大到大于自行车速度时，两车距离逐渐减小，所以两车速度相等时，距离最大.
（1）设自行车速度为v，汽车加速度为a，经时间t两车相距最远.
则v=at，所以t=最大距离
(2)若经过时间t′,汽车追上自行车，则vt′=at′2
解得
追上自行车时汽车的速度v′=at′=0.5×20=10m/s.

高考物理第一轮相遇及追及问题专项复习

第5课时、相遇及追及问题
一、相遇及追及问题
1．特点：
追及问题是两个物体运动的问题。两个物体的速度相等往往是解题的关键，此时两物体间的距离可能最大，也可能最小。
2．解题方法：
选同一坐标原点、同一正方向、同一计时起点，分别列出两个物体的位移方程及速度方程。解题的关键是找出两物体间位移关系、速度关系。当位移相等时，两物体相遇；两物体速度相等时，两物体相距最远或最近。这类问题如能选择好参照物，可使解题过程大大简化。巧用运动图象亦可使解题过程大大简化。
如：1.通过运动过程的分析，找到隐含条件，从而顺利列方程求解，例如：
⑴匀减速物体追赶同向匀速物体时，能追上或恰好追不上的临界条件：
即将靠近时，追赶者速度等于被追赶者速度（即当追赶者速度大于被追赶者速度时，能追上；当追赶者速度小于被追赶者速度时，追不上）
⑵初速为零的匀加速物体追赶同向匀速物体时，追上前两者具有最大距离的条件：追赶者的速度等于被追赶者的速度。
2．利用二次函数求极值的数学方法，根据物理现象，列方程求解。
3．在追击问题中还常常用到求“面积”的方法，它可以达到化繁为简，化难为易，直观形象的效果。
例1车从静正开始以1m/s2的加速度前进，车后相距s0为25m处，某人同时开始以6m/s的速度匀速追车，能否追上？如追不上，求人、车间的最小距离。

例2甲车在前以15m/s的速度匀速行驶，乙车在后以9m/s的速度行驶。当两车相距32m时，甲车开始刹车，加速度大小为1m/s2。问经多少时间乙车可追上甲车？

二、避碰问题
两物体恰能“避碰”的条件是：两物体在同一位置时，两物体的相对速度为0。
例3为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某高速公路的最高限速v＝120km／h．假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t＝0.50s．刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的0.40倍．该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少？取重力加速度g=10m／s2．

例4甲乙两车同时同向从同一地点出发，甲车以v1=16m/s的初速度，a1=-2m/s2的加速度作匀减速直线运动，乙车以v2=4m／s的速度，a2=1m／s2的加速度作匀加速直线运动，求两车再次相遇前两车相距最大距离和再次相遇时两车运动的时间。

例5一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后边超过汽车。试求：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？此时距离是多少？

巩固练习：
1、（南京市2008届第二次调研）甲乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移——时间图像（s－t）图像如图所示，则下列说法正确的是（）A
A．t1时刻乙车从后面追上甲车
B．t1时刻两车相距最远
C．t1时刻两车的速度刚好相等
D．0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度
2、（如皋市2008届抽样检测）两辆游戏赛车a、b在平直车道上行驶。t＝0时两车都在距离终点相同位置处。此时比赛开始它们在四次比赛中的v－t图如图所示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆？【】AC
3.甲、乙两辆汽车沿同一直线一前一后做同向匀速直线运动，乙车在前,速度是8m/s，甲车在后速度为16m/s，甲车刹车的加速度的大小为2m/s2，为避免两车相撞，两车至少有多大的行驶距离？

4.一人在距公路S＝50m处，看见一辆汽车以V1＝10m/s的速度沿公路向他驶来，这时汽车与他相距L=200m，他要赶上汽车便以V2＝3m/s的速度奔跑，试求奔跑时应采取什么方向能赶上？

5、（2008届海安如皋高三物理期中联考）(12分）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）判定警车在加速阶段能否追上货车？（要求通过计算说明）
（3）警车发动后要多长时间才能追上货车？

6、（无锡地区2008届期中检测）（10分）为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，我国公安部门规定，高速公路上行驶的汽车的安全距离为200m，最高时速为120km/h，请你根据下面提供的资料，通过计算来说明安全距离为200m的理论依据（取g=10m/s2）。
资料一：行驶员的反应时间：0.35—0.65之间
资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数
路面动摩擦因数
干沥青与混凝土0.7—0.7
干碎石路面0.6—0.7
湿历青与混土路面0.32—0.4
（1）在计算中驾驶员反应时间，路面与轮胎之间的动摩擦因数各应取多少？
（2）通过你的计算来说明安全距离为200m的必要性。

7、（威海市高考全真模拟）（15分）目前随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家中，交通安全越来越被重视。交通部门规定汽车在市区某些街道行驶速度通常不得超过vm=30km/h。一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮被抱死，沿直线滑行一段距离后被停止，交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长m。从手册中查出该车轮与地面间的动摩擦因数为，取g=10m/s2。
（1）试通过计算，判断该汽车是否违反规定超速行驶；
（2）目前，安装防抱死装置（ABS）的汽车，在紧急刹车时的制动力增大，设制动力恒为F，驾驶员的反应时间为t，汽车的质量为m，汽车刹车前匀速行驶的速度为v，试推导出驾驶员发现情况后紧急刹车时的安全距离s的表达式（用上述已知物理量F、t、m、v表示）；
（3）为了减少交通事故的发生，联系以上表达式，根据生活实际提出三条建议。

高考物理第二轮直线运动规律及追及问题专题备课复习教案

直线运动规律及追及问题

一、例题
例题1.一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s，在这1s内该物体的（）
A.位移的大小可能小于4m
B.位移的大小可能大于10m
C.加速度的大小可能小于4m/s
D.加速度的大小可能大于10m/s
析：同向时
反向时
式中负号表示方向跟规定正方向相反
答案：A、D
例题2：两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木快每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知（）
A在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同
B在时刻t1两木块速度相同
C在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同
D在时刻t4和时刻t5之间某瞬间两木块速度相同
解析：首先由图看出：上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做匀变速直线运动；下边那个物体很明显地是做匀速直线运动。由于t2及t3时刻两物体位置相同，说明这段时间内它们的位移相等，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在t3、t4之间
答案：C
例题3一跳水运动员从离水面10m高的平台上跃起，举双臂直立身体离开台面，此时中心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少？（g取10m/s2结果保留两位数字）
解析：根据题意计算时，可以把运动员的全部质量集中在重心的一个质点，且忽略其水平方向的运动，因此运动员做的是竖直上抛运动，由可求出刚离开台面时的速度，由题意知整个过程运动员的位移为－10m（以向上为正方向），由得：
－10=3t－5t2
解得：t≈1.7s
思考：把整个过程分为上升阶段和下降阶段来解，可以吗？

例题4.如图所示，有若干相同的小钢球，从斜面上的某一位置每隔0.1s释放一颗，在连续释放若干颗钢球后对斜面上正在滚动的若干小球摄下照片如图，测得AB=15cm，BC=20cm，试求：
（1）拍照时B球的速度；
（2）A球上面还有几颗正在滚动的钢球
解析：拍摄得到的小球的照片中，A、B、C、D…各小球的位置，正是首先释放的某球每隔0.1s所在的位置.这样就把本题转换成一个物体在斜面上做初速度为零的匀加速运动的问题了。求拍摄时B球的速度就是求首先释放的那个球运动到B处的速度；求A球上面还有几个正在滚动的小球变换为首先释放的那个小球运动到A处经过了几个时间间隔（0.1s）
（1）A、B、C、D四个小球的运动时间相差△T=0.1s
VB==m/s=1.75m/s
（2）由△s=a△T2得：
a=m/s2==5m/s2

例5：火车A以速度v1匀速行驶，司机发现正前方同一轨道上相距s处有另一火车B沿同方向以速度v2（对地，且v2〈v1〉做匀速运动，A车司机立即以加速度（绝对值）a紧急刹车，为使两车不相撞，a应满足什么条件？
分析：后车刹车做匀减速运动，当后车运动到与前车车尾即将相遇时，如后车车速已降到等于甚至小于前车车速，则两车就不会相撞，故取s后=s+s前和v后≤v前求解
解法一：取取上述分析过程的临界状态，则有
v1t－a0t2＝s＋v2t
v1－a0t=v2
a0=
所以当a≥时，两车便不会相撞。
法二：如果后车追上前车恰好发生相撞，则
v1t－at2＝s＋v2t
上式整理后可写成有关t的一元二次方程，即
at2＋（v2－v1）t＋s＝0
取判别式△〈0，则t无实数解，即不存在发生两车相撞时间t。△≥0，则有
（v2－v1）2≥4（a）s
得a≤
为避免两车相撞，故a≥
法三：运用v-t图象进行分析，设从某时刻起后车开始以绝对值为a的加速度开始刹车，取该时刻为t=0，则A、B两车的v-t图线如图所示。图中由v1、v2、C三点组成的三角形面积值即为A、B两车位移之差（s后－s前）=s，tanθ即为后车A减速的加速度绝对值a0。因此有
（v1－v2）=s
所以tanθ=a0=
若两车不相撞需a≥a0=

二、习题
1、下列关于所描述的运动中，可能的是（）
A速度变化很大，加速度很小
B速度变化的方向为正，加速度方向为负
C速度变化越来越快，加速度越来越小
D速度越来越大，加速度越来越小
解析：由a=△v/△t知，即使△v很大，如果△t足够长，a可以很小，故A正确。速度变化的方向即△v的方向，与a方向一定相同，故B错。加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化快，加速度一定大。故C错。加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变量，与速度大小无关，故D正确。
答案：A、D

2、一个物体在做初速度为零的匀加速直线运动，已知它在第一个△t时间内的位移为s，若△t未知，则可求出（）
A．第一个△t时间内的平均速度
B．第n个△t时间内的位移
C．n△t时间的位移
D．物体的加速度
解析：因=，而△t未知，所以不能求出，故A错.因有，（2n-1）s，故B正确；又s∝t2所以=n2，所以sn=n2s，故C正确；因a=，尽管△s=sn-sn-1可求，但△t未知，所以A求不出，D错.
答案：B、C

3、汽车原来以速度v匀速行驶,刹车后加速度大小为a,做匀减速运动,则t秒后其位移为()
ABCD无法确定
解析:汽车初速度为v，以加速度a作匀减速运动。速度减到零后停止运动，设其运动的时间t，=。当t≤t，时，汽车的位移为s=；如果t＞t，，汽车在t，时已停止运动，其位移只能用公式v2=2as计算，s=
答案：D

4、汽车甲沿着平直的公路以速度v0做匀速直线运动，当它路过某处的同时，该处有一辆汽车乙开始做初速度为零的匀加速运动去追赶甲车，根据上述的已知条件（）
A.可求出乙车追上甲车时乙车的速度
B.可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程
C.可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间
D.不能求出上述三者中任何一个
分析：题中涉及到2个相关物体运动问题，分析出2个物体各作什么运动，并尽力找到两者相关的物理条件是解决这类问题的关键，通常可以从位移关系、速度关系或者时间关系等方面去分析。
解析：根据题意，从汽车乙开始追赶汽车甲直到追上，两者运动距离相等，即s甲=
=s乙=s，经历时间t甲=t乙=t.
那么，根据匀速直线运动公式对甲应有：
根据匀加速直线运动公式对乙有：，及
由前2式相除可得at=2v0，代入后式得vt=2v0，这就说明根据已知条件可求出乙车追上甲车时乙车的速度应为2v0。因a不知，无法求出路程和时间，如果我们采取作v－t图线的方法，则上述结论就比较容易通过图线看出。图中当乙车追上甲车时，路程应相等，即从图中图线上看面积s甲和s乙，显然三角形高vt等于长方形高v0的2倍，由于加速度a未知，乙图斜率不定，a越小，t越大，s也越大，也就是追赶时间和路程就越大。
答案：A

5、在轻绳的两端各栓一个小球，一人用手拿者上端的小球站在3层楼阳台上，放手后让小球自由下落，两小球相继落地的时间差为T，如果站在4层楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，则两小球相继落地时间差将（）
A不变B变大C变小D无法判断
解析：两小球都是自由落体运动，可在一v-t图象中作出速度随时间的关系曲线，如图所示，设人在3楼阳台上释放小球后，两球落地时间差为△t1，图中阴影部分面积为△h，若人在4楼阳台上释放小球后，两球落地时间差△t2，要保证阴影部分面积也是△h；从图中可以看出一定有△t2〈△t1
答案：C

6、一物体在A、B两点的正中间由静止开始运动（设不会超越A、B），其加速度随时间变化如图所示。设向A的加速度为为正方向，若从出发开始计时，则物体的运动情况是（）
A先向A，后向B，再向A，又向B，4秒末静止在原处
B先向A，后向B，再向A，又向B，4秒末静止在偏向A的某点
C先向A，后向B，再向A，又向B，4秒末静止在偏向B的某点
D一直向A运动，4秒末静止在偏向A的某点
解析：根据a-t图象作出其v-t图象，如右图所示，由该图可以看出物体的速度时大时小，但方向始终不变，一直向A运动，又因v-t图象与t轴所围“面积”数值上等于物体在t时间内的位移大小，所以4秒末物体距A点为2米
答案：D

7、天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v=Hr。式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定，为解释上述现象，有人提供一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致。
由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式如何？根据近期观测，哈勃常数H=3×10-2m/（s光年），其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为多少年？
解析：由题意可知，可以认为宇宙中的所有星系均从同一点同时向外做匀速直线运动，由于各自的速度不同，所以星系间的距离都在增大，以地球为参考系，所有星系以不同的速度均在匀速远离。则由s=vt可得r=vT，所以，宇宙年龄：T===
若哈勃常数H=3×10-2m/（s光年）
则T==1010年
思考：1宇宙爆炸过程动量守恒吗？如果爆炸点位于宇宙的“中心”，地球相对于这个“中心”做什么运动？其它星系相对于地球做什么运动？
2其它星系相对于地球的速度与相对于这个“中心”的速度相等吗？

8、摩托车在平直公路上从静止开始起动，a1=1.6m/s2，稍后匀速运动，然后减速，a2=6.4m/s2，直到停止，共历时130s，行程1600m。试求：
（1）摩托车行驶的最大速度vm；
（2）若摩托车从静止起动，a1、a2不变，直到停止，行程不变，所需最短时间为多少？
分析：（1）整个运动过程分三个阶段：匀加速运动；匀速运动；匀减速运动。可借助v-t图象表示。
（2）首先要回答摩托车以什么样的方式运动可使得时间最短。借助v-t图象可以证明：当摩托车以a1匀加速运动，当速度达到v/m时，紧接着以a2匀减速运动直到停止时，行程不变，而时间最短
解：（1）如图所示，利用推论vt2-v02=2as有：+（130-）vm+=1600.其中a1=1.6m/s2,a2=6.4m/s2.解得：vm=12.8m/s（另一解舍去）.
(2)路程不变，则图象中面积不变，当v越大则t越小，如图所示.设最短时间为tmin，则tmin=①=1600②
其中a1=1.6m/s2,a2=6.4m/s2.由②式解得vm=64m/s，故tmin=.既最短时间为50s.
答案：（1）12.8m/s（2）50s

9一平直的传送以速率v=2m/s匀速行驶，传送带把A处的工件送到B处，A、B两处相距L=10m，从A处把工件无初速度地放到传送带上，经时间t=6s能传送到B处，欲使工件用最短时间从A处传送到B处，求传送带的运行速度至少应多大？
解析：物体在传送带上先作匀加速运动，当速度达到v=2m/s后与传送带保持相对静止，作匀速运动.设加速运动时间为t，加速度为a，则匀速运动的时间为（6-t）s，则：
v=at①
s1=at2②
s2=v(6-t)③
s1+s2=10④
联列以上四式，解得t=2s,a=1m/s2
物体运动到B处时速度即为皮带的最小速度
由v2=2as得v=m/s
传送带给物体的滑动摩擦力提供加速度，即此加速度为物体运动的最大加速度.要使物体传送时间最短，应让物体始终作匀加速运动

10、一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后边赶过汽车。试求：
（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？此时距离是多少？
（2）什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少？
解析：解法一：汽车开动后速度由零逐渐增大，而自行车的速度是定值。当汽车的速度还小于自行车速度时，两者的距离将越来越大，而一旦汽车速度增加到超过自行车速度时，两车距离就将缩小。因此两者速度相等时两车相距最大，有，所以，
解法二：用数学求极值方法来求解
（1）设汽车在追上自行车之前经过t时间两车相距最远，
因为
所以，由二次函数求极值条件知，时，最大
即
（2）汽车追上自行车时，二车位移相等，则
,
解法三：用相对运动求解更简捷
选匀速运动的自行车为参考系，则从运动开始到相距最远这段时间内，汽车相对此参考系的各个物理量为：
初速度v0=v汽初－v自=（0－6）m/s=－6m/s
末速度vt=v汽末－v自=（6－6）m/s=0
加速度a=a汽－a自=（3－0）m/s2=3m/s2
所以相距最远s==－6m（负号表示汽车落后）
解法四：用图象求解
（1）自行车和汽车的v-t图如图，由于图线与横坐标轴所包围的面积表示位移的大小，所以由图上可以看出：在相遇之前，在t时刻两车速度相等时，自行车的位移（矩形面积）与汽车的位移（三角形面积）之差（即斜线部分）达最大，所以
t=v自/a=s=2s
△s=vt－at2/2=（6×2－3×22/2）m=6m
（2）由图可看出：在t时刻以后，由v自或与v汽线组成的三角形面积与标有斜线的三角形面积相等时，两车的位移相等（即相遇）。所以由图得相遇时，t’=2t=4s，v’=2v自=12m/s
答案（1）2s6m（2）12m/s

1.1.3　地球的运动第3课时　教案

一般给学生们上课之前，老师就早早地准备好了教案课件，大家都在十分严谨的想教案课件。写好教案课件工作计划，接下来的工作才会更顺利！有没有出色的范文是关于教案课件的？小编为此仔细地整理了以下内容《1.1.3　地球的运动第3课时　教案》，仅供参考，欢迎大家阅读。

第3课时

教学过程

导入新课

师上节课我们学习了地球自转的地理意义、地球自转产生了昼夜交替和地方时差现象，下面请大家思考两个问题。

1.（单选）东经121°比东经120°的地方（ ）

A.区时早 B.地方时早 C.一定先看到日出 D.地方时晚

2.（双选）在北京时间8时20分时（ ）

A.东经130°的地方时是9时

B.东经130°的地方时为7时40分

C.东经130°（位于东九区）的地方时正好等于区时

D.东经105°（位于东七区）的区时为7时20分

生1.Ｂ 2.ＡＤ

师回答正确。看来同学们掌握得很不错。我们学习了地球自转的地理意义，那么地球公转又会带来哪些地理现象呢？

第三节 地球的运动（板书）

四、地球公转与季节

推进新课

师（动画演示）地球是倾斜着身子绕日公转的。地球自转的平面，也就是过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面或赤道面。

（动画演示）地球公转的轨道平面叫黄道面。地球在自转的同时围绕太阳公转，因此，地球的运动是这两种运动的叠加。地球自转和公转的关系，可以用赤道平面与黄道平面的关系即黄赤交角来表示。

（板书）1.黄赤交角

（方法引导）

生（指认赤道平面与黄道平面）

二分二至日时地球的位置与黄赤交角

师地轴与赤道平面的夹角为多少度？

生90°。

师地轴与黄道平面的夹角为多少度？

生66°34′。

师赤道平面与黄道平面的夹角为多少度？

生23°26′。

师刚才大家观察的三个角度很重要，要记住它们度数的大小。地球在公转的过程中，其方向总是自西向东；地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内也可以看作是不变的，即北极始终指向北极星附近，赤道平面与黄道平面的夹角即黄赤交角，保持23°26′。但地球在公转轨道上的位置时刻在变化，赤道平面与黄道平面的交线在变化，地轴与太阳光线的相对位置也在变化。

。。。。。。

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