文档介绍:专题
追及和相遇问题
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=.刹车时
专题
追及和相遇问题
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=.刹车时汽车的加速度为a=4m/s2.该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?
例1
安全距离的问题!
一小汽车从静止开始以3 m/s2的加速度行驶,恰有一自行车以6 m/s的速度从车边匀速驶过.
例2
(1)汽车从开动后在追上自行车之前,要经多长时间两者相距最远?最远距离是多少?
(2)什么时候追上自行车,此时汽车的速度是多少?
△Xmax
O
X
【解析】 方法1:(1)汽车开动后速度由零逐渐增大,而自行车速度是定值,当汽车的速度还小于自行车的速度时,两者距离越来越大,当汽车的速度大于自行车的速度时,两者距离越来越小,所以当两车的速度相等时,两车之间距离最大.
解:当两车的速度相等时,两车之间距离最大.
方法2:如图所示,作出v-t图.
(1)设相遇前t s两车速度相等
v汽=a·t=6 m/s,
解得t=2 s时两车相距最远.
由图可知,此时
(2)由图知,t=2 s以后,若两车位移相等,即v-t图象与时间轴所夹的“面积”相等.
由几何关系知,相遇时间为t′=4 s,此时v汽=2v自=12 m/s.
(数学方法)方法3:(1)设汽车在追上自行车之前经时间t相距最远.
【方法总结】 解决追及相遇问题时,主要从以下三个方面分析:
(1)明确每个物体的运动性质;
(2)确定两物体运动时间的关系;
(3)确定两物体的位移关系.
专题
追及和相遇问题
1、认真审题、弄清题意。
2、过程分析,画出运动示意图,确定物体在各个
阶段的运动规律。
3、状态分析,找出题中隐含的临界条件,确定三
大关系:时间,位移,速度
注意:速度相等常常是能不能相遇或追上、追不上的关键点,也是极值出现的临界状态
4、选择解题方法,列式求解,讨论结果。
追及问题的解题步骤——
经检测汽车A的制动性能:以标准速度20m/s在平直公路上行驶时,制动后40s停下来。现A在平直公路上以20m/s的速度行驶发现前方180m处有一货车B以6m/s的速度同向匀速行驶,司机立即制动,能否发生撞车事故?
例3
解:汽车加速度a=-
汽车与货车速度相等时,距离最近,对汽车有:
vt=v0+at 得t=28s
vt2-v02=2ax汽 得x汽=364m
而x货=v货t=168m
且x汽>x货+180m
所以能发生撞车事故
一辆值勤的警车停在公路边,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,决定前去追赶, s,警车发动起来,以加速度a=2 m/s2做匀加速运动,试问:
(1)警车要经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?
训练1
训练2
汽车正以10 m/s 的速度在平直的公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以4 m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为6 m/s2的匀减速运动,汽车恰好不碰上自行车,求关闭油门时汽车离自行车多远?
解析:(1)设警车经过t时间追上货车,此时货车已行驶的位移x1=v(t+) ①
警车的位移x2=1/2·at2 ②
追上的条件是x1=x2 ③
解①、②、③式得:
t=10 s、 t=-2 s(舍去).
(2)当两者速度相等时,两车距离最大,
由v=at′
得t′=v/a=4 s
两车间最大距离为
Δx=v(t′+)-1/·2at′2=36 m.
答案:(1)10 s (2)36 m
训练2
解析:汽车和自行车运动草图如下:
汽车正以10 m/s 的速度在平直的公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以4 m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为6 m/s2的匀减速运动,汽车恰好不碰上自行车,求关闭油门时汽车离自行车多远?
要使汽车刚好不碰上自行车,必须满足汽车追上自行车时,两者速度相等.
答案:3 m