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追及与相遇问题课件.ppt

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追及与相遇问题课件.ppt

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文档介绍

文档介绍:1∶2∶3∶…∶n
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追及与相遇问题
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1、追及与相遇问题的实质:
2、理清三大关系:
两者速度相等。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,也是分析判断的切入点。
研究的两物体能否在相满足什么条件时可以使:
(1)两车不相遇;
(2)两车只相遇一次;
(3)两车能相遇两次(设两车相遇时互不影响各自的运动)
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例1:一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮起时汽车以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,从后面超过汽车。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?
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甲、乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图象如图示,图中△OPQ和△OQT的“面积”分别为x1和x2(x2>x1)。初始时,甲车在乙车前方x0处( )
=x1+x2,两车不会相遇
<x1,两车相遇2次
=x1,两车相遇1次
=x2,两车相遇1次
A B C
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分析:汽车追上自行车之前,
v汽<v自时 △x变大
v汽=v自时 △x最大
v汽>v自时 △x变小
解法一 物理分析法
两者速度相等时,两车相距最远。
(速度关系)
v汽=at=v自
∴ t= v自/a=6/3=2s
△x= v自t- at2/2=6×2 - 3 ×22 /2=6m
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解法二 用数学求极值方法来求解
设汽车在追上自行车之前经过t时间两车相距最远
∵△x=x1-x2=v自t - at2/2
(位移关系)
∴ △x=6t -3t2/2
由二次函数求极值条件知
t= -b/2a = 6/3s = 2s时, △x最大
∴ △xm=6t - 3t2/2= 6×2 - 3 ×22 /2=6 m
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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,汽车相对参考系的各个物理量为:
初速度 v0= v汽初-v自=0 - 6= -6 m/s
末速度 vt= v汽末-v自=6 - 6= 0
加速度 a= a汽-a自=3 - 0= 3 m/s2
∴ 相距最远 x= = = - 6 m
vt2 - v02
2a
- 62
2×3
.
解法四 用图象求解
1)自行车和汽车的v - t 图象 如图
v/(ms-1)
v′
6
0
t/s
t′
t
V汽
V自
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)与汽车位移(三角形面积)之差(即斜线部分)达最大,所以
t=v自/a= 6 / 3=2 s
2)由图可看出,在t时刻以后,由v自线与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=4 s v′ = 2v自=12 m/s
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2.什么时候汽车追上自行车,此时汽车的
速度是多少?
解:汽车追上自行车时,二车位移相等(位移关系)
则 vt′=at′2/2
6×t′= at′2/2, t′=4 s
v′= at′= 3×4=12 m/s
思考:若自行车超过汽车2s后,汽车才开始加速。那么,前面的1、2两问如何?
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例2:A火车以v1=20m/s速度匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距100m处有另一列火车B正以v2=10m/s速度与A火车同方向匀速行驶,A车立即做加速度大小为a的匀减速直线运动。要使两车不相撞,a应满足什么条件?
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两车恰不相撞的条件是:两车速度相同时相遇.
由A、B 速度关系:
由A、B位移关系:
方法一:物理分析法
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v/ms-1
B
A
t/s
o
10
t0
20
方法二:图象法
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代入数据得
若两车不相撞,其位移关系应为
其图像(抛物线)的顶点纵坐标必为正值,故有
方法三:二次函数极值法
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代入数据得
∵不相撞 ∴△<0
方法四、判别式法:
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以B车为参照物, A车的初速度为v0=10m/s,以加速度大小a减速,行驶x=100